Эквивалентная система сил

29. Расчёты валов и осей

Основным критерием работоспособности валов и осей являются сопротивление усталости материала и жёсткость. Расчёт валов выполняется в два этапа: предварительный (проектный) и окончательный (проверочный).

Проектировочный расчёт вала выполняют как условный расчёт только на кручение для ориентировочного определения посадочных диаметров. Исходя из условия прочности на кручение

получим формулу проектировочного расчёта

где Мk - крутящий момент в расчётном сечении, Н*м; Н/мм2 - допускаемое напряжение при кручении

Проверочный расчет для валов - расчёт на сопротивление усталости - является основным расчётом на прочность. Основными нагрузками на валы являются силы от передач через насаженные на них детали: зубчатые или червячные колёса, звёздочки, шкивы. Проверочный расчет вала производится с применением гипотез прочности.Условие прочности в этом случае имеет вид:

где Мэкв -- так называемый эквивалентный момент.

При гипотезе наибольших касательных напряжений (иначе -- тре¬тья гипотеза)

При гипотезе потенциальной энергии формоизменения (иначе -- пятая гипотеза)

где в обеих формулах Мк и М„ -- соответственно крутящий и суммарный изгибающий моменты в рассматриваемом сечении вала. Числовое значение суммарного изгибающего момента равно геометрической сумме изгибающих моментов, возникающих в данном сечении от вертикально и горизонтально действующих внешних сил, т. е.

При проектировочном расчёте оси ее рассматривают как балку, свободно лежащую на опорах и нагруженную сосредоточенными словами, вызывающими изгиб. Устанавливают опасное сечение, для которого требуемый диаметр оси определяют из условия прочности на изгиб

откуда

где Ми - максимальный изгибающий момент, Н*м;

- допускаемое напряжение изгиба, Н/мм2.

Выбор допускаемых напряжений . Оси изготовляемые из среднеуглеродистых сталейВо вращающихся осях

Проверочный расчёт осей - частный случай расчёта валов при крутящем моменте Мк = 0.

Алгоритм проверочного расчета вала

1. Привести действующие на вал нагрузки к его оси, освободить вал от опор, заменив их действие реакциями в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

2. По заданной мощности Р и угловой скорости ? определить вращающие моменты, действующие на вал.

3. Вычислить нагрузки F1, Fr1, F2, Fr2, приложенные к валу.

4. Составить уравнения равновесия всех сил, действующих на вал, отдельно в вертикальной плоскости и отдельно в горизонтальной плос¬кости и определить реакции опор в обеих плоскостях

5. Построить эпюру крутящих моментов.

6. Построить эпюры изгибающих моментов в вертикальной и гори¬зонтальной плоскостях (эпюры Mx и Мy).

7. Определить наибольшее значение эквивалентного момента (3.1.4), (3.1.5),:

8. Положив экв = [], определить требуемый осевой момент сопротивления: Wx = Мэкв/[]

Учитывая, что для сплошного круглого сечения

определяем d по следующей формуле:

30. Классификация подшипников качения

Подшипники качения делятся:

по форме тел качения: - на шариковые и роликовые с цилиндрическими (короткими и длинными),витыми, игольчатыми, бочкообразными и коническими роликами; по числу рядов тел качения - на одно-, двух- и четырехрядные; по способу компенсации перекосов вала - на несамоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся; по способности воспринимать нагрузку преимущественно того или иного направления - на радиальные, радиально-упорные и упорные; по габаритам при одинаковом внутреннем диаметре - на серии: сверхлегкую, особолешгкую, легкую, среднюю и тяжелую; по ширине подшипника - на узкие, нормальные, широкие и особоширокие.

31. Подбор и расчет радиальноупорных подшипников качения

32. Расчет болта на прочность , нагруженного осевой нагрузкой

При осевом нагружении условие прочности на растяжение:

Тогда расчетный внутренний диаметр резьбы:

где Fp -- расчетное усилие в стержне болта; [у] -- допустимое напряжение растяжения для болта:

Здесь уt -- предел текучести материала болта); St -- коэффициент запаса прочности, зависящий от материала, характера нагрузки и диаметра резьбы d, которым в начале расчета ориентировочно задаются.

Если в результате расчета получится значение d, которое не лежит в ранее принятом интервале диаметров, то задаются другим значением и расчет повторяют.

При контролируемой затяжке болтов из углеродистых сталей [у] ? 0,6уt, легированных [у] ? 0,5уt.

Для незатянутых резьбовых соединений из сталей: углеродистых [у] = (0,5...0,6)уt; легированных [у] = (0,4...0,55)уt.

Размещено на Allbest.ru