2.7 Проверочный расчет валов на изгиб и кручение
Предварительно для опор всех валов были приняты радиальные шарикоподшипники легкой узкой серии по ГОСТ 833-85 [6, таблица 18.33]
Таблица 2.6 - Параметры опор валов
Параметры |
Валы |
Примечание |
|||||
входной |
промежуточный |
выходной |
|
||||
Диаметр цапфы вала dП, мм |
30 |
40 |
60 |
п.2.2.6.1 |
|||
Подшипник |
2 |
06 |
2 |
08 |
2 |
12 |
|
Наружный диаметр D, мм |
62 |
80 |
110 |
|
|||
Ширина B, мм |
16 |
18 |
22 |
|
|||
Параметр е |
0 |
0 |
0 |
|
|||
Установка |
«враспор» |
«враспор» |
«враспор» |
|
|||
Расстояние a = 0,5{B + [(d + D) / 2] tgα} |
8,00 |
9,00 |
11,00 |
|
|||
На рисунке 2.5 приведены расчетные схемы валов, усилия F в передачах и консольные нагрузки, реакции R в опорах, эпюры изгибающих моментов Мх в горизонтальной и Му вертикальной плоскостях и крутящих моментов Т.
Примечание - При расчете валов условно принято плоскость Х располагать по направлению окружной силы Ft в зацеплениях, плоскость Y перпендикулярно Х, то есть Y - в плоскости расположения валов (рисунок 2.4) редуктора.
Длины участков вала l - приняты с чертежа редуктора.
Консольная сила от муфты на выходном конце тихоходного вала (п1.6:
FM = 3479,8
Консольная сила от шкива ременной пе редачи на выходном конце быстроходного вала
FР = 382,92
FPX=349.82
FPY=155.75
Условно силы FM прикладываются в плоскости Х так, чтобы увеличились прогибы валов от окружной силы Ft.
Результаты расчета валов представлены в таблице 2.7.
Рисунок
2.5 - Эпюры моментов на валах
Рисунок
2.5 - Расчетные схемы и эпюры моментов
на валах
Таблица
2.7 - Формуляр для расчета валов
Параметры |
Формула, источник |
Результаты расчета по валам |
||||||
Наименование |
Обозначение |
Быстроходн. |
|
|
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|||
1. Длина, мм; |
l1 |
С чертежа редуктора |
53,0 |
43,5 |
79,0 |
|||
l2 |
42,5 |
145,5 |
79,0 |
|||||
l3 |
42,5 |
77,0 |
73,5 |
|||||
2. Реакции опор, Н |
|
|||||||
- в плоскости X |
RIX |
Из условия равновесия балки на 2-х опорах |
-1270,7 |
-828,2 |
1842,6 |
|||
RIIX |
-484,7 |
-4688,9 |
8559,9 |
|||||
- В плоскости Y |
RIY |
700,9 |
-960,8 |
173,2 |
||||
RIIY |
-8,9 |
-2120,6 |
2371,9 |
|||||
- Суммарные радиальные |
RI |
(R1X2+R1Y2)1/2 |
1451,2 |
1268,5 |
1850,7 |
|||
RII |
(R2X2+R2Y2)1/2 |
484,7 |
5146,1 |
8882,5 |
||||
- Осевые на опоре II |
FA |
|
-442,03 |
-394,74 |
836,77 |
|||
3. Изгибающие моменты в расчетных сечениях |
|
|||||||
- в плоскости X |
M1X |
|
18,54 |
-36,03 |
145,56 |
|||
M2X |
|
-20,60 |
-361,05 |
-255,77 |
||||
- в плоскости Y |
M1Y/M1Y1 |
|
-8,25 |
-41,79 |
53,42 |
13,69 |
-160 |
|
M2Y/ M2Y1 |
|
14,91 |
30,20 |
-8,35 |
-43,85 |
-347,39 |
||
- суммарные |
M1 |
(M1X2+M1Y2)1/2 |
20,30 |
64,44 |
216,31 |
|||
M2 |
(M2X2+M2Y2)1/2 |
36,56 |
363,70 |
431,39 |
||||
4. Вращающий момент, Н·м |
T |
|
47,0 |
287,40 |
1393,88 |
|||
5. Эквивалентный момент, Н·м |
ME1 |
(M12+0.75Т2)1/2 |
45,51 |
257,10 |
1226,36 |
|||
ME2 |
(M22+0.75Т2)1/2 |
54,73 |
440,71 |
1281,90 |
||||
6. Диаметр вала в расчетном сечении |
d |
|
30 |
40 |
60 |
|||
7. Эквивалентное напряжение, МПа |
σЕ |
32000ME/πd3 |
20,65 |
70,14 |
60,45 |
|||
- при перегрузках |
σEmax |
KПσE |
49,55 |
168,34 |
145,08 |
|||
8. Материал вала |
|
Сталь |
40Х |
40Х |
40Х |
|||
- предел текучести |
σT |
|
750 |
750 |
750 |
|||
9. Допускаемые напряжения, МПа |
[σT] |
σT/St |
375 |
375 |
375 |
|||
10. Условие статической прочности для валов выполняется: σEmax<[σT] |
||||||||