Главная Обратная связь

Дисциплины:






ВОПРОС 35. РАСЧЁТ ВАЛОВ НА ПРОЧНОСТЬ



Расчет на статическую прочность выполняют как проверочный.
При расчете на сопротивление усталости необходимо прежде всего установить характер цикла напряжений. Вследствие вращения вала напряжения изгиба в различных точках его поперечного сечения изменяются по симметричному циклу, даже при постоянной нагрузке (исключение составляют случаи, когда нагрузка вращается вместе с валом).
Напряжения кручения изменяются пропорционально изменению нагрузки. В большинстве случаев трудно установить действительный цикл нагрузки машины в условиях эксплуатации. Тогда расчет выполняют условно по номинальной нагрузке, а циклы напряжений принимают — симметричным для напряжений изгиба (рис. 15.4, а) и отнулевым для напряжений кручения (рис. 15.4, б).

Приступая к расчету, предположительно намечают опасные сечения вала, которые подлежат проверке. При этом учитывают характер эпюр изгибающих и крутящих моментов, ступенчатую форму вала и места концентрации напряжений. Для опасных сечений определяют запасы сопротивления усталости и сравнивают их с допускаемыми. При совместном действии напряжений кручения и изгиба запас сопротивления усталости определяют по формуле

Проверку статической прочности производят в целях предупреждения пластических деформаций и разрушений с учетом кратковременных перегрузок (например, пусковых и т. п.). При этом определяют эквивалентное напряжение по формуле

Здесь Μ и Τ—изгибающий и крутящий моменты в опасном сечении при перегрузке.
Предельное допускаемое напряжение [σ] принимают близким к пределу текучести στ: 0,8 от текучести.

ИЛИ

Основными нагрузками на валы являются силы от передач, распределяющиеся по длине ступицы. На расчетных схемах эти силы, а также вращающие моменты изображают как сосредото­ченные, приложенные в серединах ступиц (рис. 22.6, в). Влияни­ем силы тяжести валов и насаженных на них деталей пренебрегают

 

.

(за исключением тяжелых маховиков и т. п.). Силы трения в опорах не учитывают.

После выполнения проектировочного расчета валов, когда диаметры выходных (консольных) концов их будут известны, выбирают муфты (см. ниже). Из-за несоосности соединяе­мых валов (погрешности изготовления, монтажа и изнашивания) большинство муфт дополнительно нагружают консольные концы валов радиальной силой Fм.

Так как направление консольной силы Fм неизвестно, то на­правление ее принимают равным направлению действия окруж­ной силы Ft передачи. Расстояние от точки приложения силы FM до середины ближайшей опоры назначают конструктивно (реко­мендации см. в литературе [7]).

Пример перехода от конструкции к расчетной схеме дан на рис. 22.8.



Расчет на сопротивление усталости. Этот расчет валов выпол­няют как проверочный; он заключается в определении расчетных коэффициентов запаса прочности в предположительно опасных сечениях, предварительно намеченных в соответствии с эпюрами моментов и расположением зон концентрации напряжений.

При расчете принимают, что напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, а напряжения кручения — по отнулево­му циклу (см. рис. 0.2). Выбор отнулевого цикла для напряжений кручения основан на том, что большинство валов передает пе­ременные по значению, но постоянные по направлению вращаю­щие моменты.

Проверку на сопротивление усталости производят по коэффи­циенту запаса прочности s [формула (0.12)].

Согласно рис. 0.2:

амплитуда симметричного цикла нормальных напряжений при изгибе вала

амплитуда отнулевого цикла касательных на­пряжений при кручении вала

где М = д/Мв + Мр — результирующий момент (Мв и МГ — изги­бающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях); Μ к — крутящий момент;

№нетто и WK нетто — моменты сопротивления изгибу и кручению нетто сечения вала (табл. 22.1).





sdamzavas.net - 2020 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...