5. Вычислительная программа расчета вала.
5.1. Оптимизация конструкции вала
Применение ЭВМ позволяет опримизировать процесс проектирования вала путем введения дополнительных ограничений на величину коэффициента безопасности. Поиск рациональной конструкции вала в пределах возможных изменений размеров и марки стали заключается в отыскании таких диаметров ступеней вала и его материала, для которых коэффициенты безопасности в сечениях будут наиболее близки допускаемому [s] =2.5. С этой целью методом направленного поиска выполняют расчеты валов возможных конструкций и материалов и выбирают оптимальный вариант.
5.2. Функциональное назначение
Помимо расчета размерова и оценки прочности вала программа предназначена для автоматизированного выбора типа и количества шпонок, их расчета и установки на валу, а также назначения вида смазки подшипников.
5.3. Блок-схема программы
П
оследовательность
расчета иллюстрируется блок-схемой на
рис.16. Студентам предлагается самостоятельно
составить вычислительную программу на
основе этой блок –схемы для оптимизации
проектирования валов по коэффициентам
безопасности.
ПУСК
Ввод:
Размеры
зубчатого колеса, передаваемый
момент
Ориентировочный
расчет
валов
Печать:усилия,действующие
на вал;
эскизные размеры
вала
Выбор и расчет
шпонок
Выбор
подшипников,
системы смазки и схемы их установки
Расчет
продольных размеров
вала
Печать:усилия,действующие
на вал;
эскизные размеры
вала
Расчет опримального
варианта
Останов
Рис.16.
6. Пример расчета ведомого вала
6.1. Исходные данные.
В результате расчетов зубчатой передачи и параметров привода были определены:
передаточное
отношение ременной передачи
,
вращающие моменты на ведущем Т1=67,6∙104 Нмм и ведомом Т2=255∙104 Нмм валах,
соответствующие
скорости вращения n1=294
об/мин и n2=71,2
об/мин , и размеры зубчатой пары, из
которых потребуются межосевое расстояние
=355мм,
диаметры делительных окружностей
,
ширина венцов
,
угол наклона линии зуба =100
и модуль зацепления m=4мм.
Зубчатые
колеса изготовлены без смещения, угол
зацепления передачи принимается равным
.
6.2. Усилия в зацеплении
Усилия в зацеплении в общем случае косозубой передачи раскладывается на три составляющих: окружную Ft, радиальную Fr и осевую Fa. Эти составляющие определяются по формулам
6.3. Эскизный проект.
На рис.17 изображена компоновочная схема вала 1. В одноступенчатых редукторах шестерня 8 располагается симметрично относительно подшипниковых опор 5. Подшипники расположены в корпусе редуктора 4. Подшипники защищаются от чрезмерного залива маслом или вымывания пластической смазки маслоотражательными кольцами 6, которые распираются втулками 7. Подшипники входных валов цилиндрических редукторов с прямозубыми или косозубыми зубчатыми колесами чаще всего устанавливают по схеме «враспор». Необходимый осевой зазор между крышкой 2 и кольцом подшипника 5 обеспечивается с помощью тонких металлических прокладок 3, которые устанавливают между корпусом и «привертными» крышками 2 и 9. Крышка 2 уплотняется прокладкой 10.
Рис.17 Компоновочная схема вала