Навигация
Определение реакций опор промежуточного вала и построение эпюр
27611
знаков
6
таблиц
11
изображений
7 Определение реакций опор промежуточного вала и построение эпюр
Рисунок 10-Схема редуктора
Для проверки выбираем промежуточный вал 2-3. Так как на него действует большее количество сил.
Определим реакции опор:
Рассмотрим проекции сил в плоскости ХZ :
-Ft2 ×55 + Ft5 × 125 – RХВ × 175 =0;
тогда 
Н
-Ft5 ×50 + Ft4 × 120 – RХА × 175 =0;
тогда 
Н
Проверка: SFIX =0; RХА - Ft4 + Ft5 - RХВ = 31,7 – 1198,9 + 2766,25 – 1599 = 0.
Рассмотрим проекции сил в плоскости УZ:
-Fr4 × 55 - Fa4 × 127,5 – Fr5 × 125 + Fa5 × 48,7 +RУB × 175 =0;
тогда 
Fr5 ×50 + Fa5 × 48,7 + Fr4 × 120 – Fa4 × 127,5 -RУА × 175 =0;
тогда 
Проверка: SFIY =0; RYА - Fr4- Fr5 + RYВ = 859,5 – 442,7 – 1020,1+ 593,2 = 0.
Суммарные реакции опор:
Н
Н
Определим значения изгибающих моментов:
Плоскость XZ:
Сечение 1: 0 < X1 <0.055м. Сечение 2: 0 < X2 <0.70м.
MX = RХА × X1 MX = RХА × (0,055 + X1) - Ft4 × X2
MX(0) = 0 MX(0) = 31,7 × 0,055 = 1,74 Н×м
MX(0.036) = 31,7× 0.055 = 1,74 Н×м MX(0.138) = 31,7 × 0,125 – 1198,9 × 0,7 = -79,95 Н×м
Сечение 3: 0 < X3 <0.05м.
MX = -RХВ × X3
MX(0) = 0
MX(0.042) = -1599 × 0.05 = -79,95 Н×м
Плоскость УZ:
Сечение 1: 0 < У1 <0.055м.
MУ = RУА × У1
MУ(0) = 0
MУ(0.036) =859,5 × 0.055 = 47,5Н×м
Сечение 2: 0 < У2 <0.7м.
MУ = RУА × (0,055 + У2) – Fr4 × У2 + Fa4 × 0,0127
MУ(0) = 859,5 × 0,055 + 442,7 × 0,0127 = 53 Н×м
MУ(0.7) = 859,5 × 0,125 – 442,7 × 0,7 + 5,6= 98,5 Н×м
Сечение 3: 0 < У3 <0.05м.
MУ = RУВ × У3
MУ(0) = 0
MУ(0.05) = 593,2 × 0.05 = 29,66 Н×м
7.1 Проверочный расчет промежуточного вала
Проверочный расчёт состоит в определении коэффициентов запаса прочности S для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) напряжениями [S]. Прочность соблюдена при S >= [S] .
Будем производить расчёт для предположительно опасных сечений вала.
Рисунок 12-Эскиз вала
Материал вала ─ сталь 45.
Таблица 6
| Диаметр заготовки | Твердость НВ | ув МПа | ут МПа | фт МПа | у-1 МПа | ф-1 МПа | шт | |
| <80 | 270 | 900 | 650 | 390 | 410 | 230 | 0,10 | |
Сечение А - А: Концентратором напряжений является шпоночный паз.
Коэффициент запаса прочности:
S= Sу· Sф/
Sу=у-1D/ уа
Sф=ф-1D/( фа+шфD· фа),
где уа и фа ─ амплитуды напряжений цикла;
шфD ─ коэффициент влияния асимметрии цикла напряжений.
уа=103·М/W; фа=103·М к/2Wк
М= 
М к = 130 Н·м
Определим моменты инерции:
W=р·d3/32-b·h·(2d-h)2/(16d)=3.14·453/32-14·9(2·45 -9)2/(16·45) = 8045мм3
Wк=р·d3/16-b·h·(2d-h)2/(16d)= 3.14·453/16-14·9(2·45-9)2/(16·45) = 16987мм3
уа=103 ·53/8045 = 6,6 МПа
фа=103 ·130/2·6987 = 9.3 МПа
Пределы выносливости вала:
у-1D= у-1/КуD; ф-1D= ф-1/КфD,
где КуD и КфD─ коэффициенты снижения предела выносливости.
КуD=( Ку/ Кdу+1/ КFу-1)/ КV,
КфD=( Кф/ Кdф+1/ КFф-1)/ КV,
где Ку и Кф ─ эффективные коэффициенты концентрации напряжений;
Кdт и Кdф ─ коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения;
КFт и КFф ─ коэффициенты влияния качества поверхности;
КV ─ коэффициент влияния поверхностного упрочнения.
КуD=( 2,2/0,81+1/0,95-1)/ 1=2,77
КфD=( 1,75/0,81+1/0,95-1)/ 1=2,21
у-1D= 410 / 2,77 =148 МПа; ф-1D= 230 /2,21 = 104.1 МПа
шфD=шф/ КфD
шфD=0,1/ 2,21=0,045
Sу= 148 / 6,6 = 22,4 Sф= 104.1 / (9.3 + 0,035 × 9.3) = 10.8
S= 22,4 · 10.8 /
=15.4 > [S] = 2.5
Проверка показала, что коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении больше чем требуемый.
Сечение Б-Б: Концентратором напряжений является галтель у шестерни.
Коэффициент запаса прочности:
S= Sу· Sф/
Sу=у-1D/ уа
Sф=ф-1D/( фа+шфD· фа),
уа=103·М/W; фа=103·М к/2Wк
М= 
М к = 130 Н·м
Определим моменты инерции:
W=р·d3/32=3.14·503/32=12267 мм3
Wк=р·d3/16=3.14·503/16=24531 мм3
уа=103 · 126,8 / 12267 = 10,3 МПа
фа=103 · 130 / 2 · 24531 = 2,6 МПа
Пределы выносливости вала:
у-1D= у-1/КуD; ф-1D= ф-1/КфD,
где КуD и КфD─ коэффициенты снижения предела выносливости.
КуD=( Ку/ Кdу+1/ КFу-1)/ КV,
КфD=( Кф/ Кdф+1/ КFф-1)/ КV,
КуD=( 2,2/0,81+1/0,95-1)/ 1=2,77
КфD=( 1,75/0,81+1/0,95-1)/ 1=2,21
у-1D= 410 / 2,77 =148 МПа; ф-1D= 230 /2,21 = 104.1 МПа
шфD=шф/ КфD
шфD=0,1/ 2,21=0,045
Sу= 148 / 10,3= 14,4 Sф= 104.1 / (2,6 + 0,045 × 2,6) = 38,5
S= 14.4 · 38,5 /
= 5,3 > [S] = 2.5
Проверка показала, что коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении больше чем требуемый.
Похожие работы
... Uред.ст = 5,6. Уточним полученное значение передаточного отношения клиноременной передачи: Uкл.рем.ст. = Uпр / Uред.ст. = 10,8 / 5,6 = 1,93 Определим значения мощности на каждом из валов привода конвейера. Мощность на выходном валу электродвигателя (кВт) определяется по формуле (9). Ртреб.эл. = Ррем1 = 8,87 кВт (9) Мощность на входном валу ...
... . Рассчитаем входной и выходной валы. Из предыдущих расчетов редуктора известно: а) моменты передаваемые валами ТI = 17.64 Н×м и ТII = 284.461 Н×м; б) диаметры d1 = 50 мм и d2 = 200 мм; 3.1. Входной вал червячного редуктора. 3.1.1. Выбор материала вала. Назначаем материал вала - сталь 40ХН. Принимаем по таблице 3 [3]: sВ = 820 МПа, sТ = 650 МПа. 3.1.2. ...
... . Наиболее полно требования снижения массы и габаритных размеров удовлетворяет привод с использованием электродвигателя и редуктора с внешним зацеплением. 1. Энергетический и кинематический расчет привода Мощность, потребляемую конвейером, по ф. стр.5 [1]: Pp=FtV= 4×103×1,6=6,4 кВт, где Ft– тяговое усилие на барабане, кН; V – окружная скорость Мощность, потребляемая ...
... кВт; Р2= Рэп ×hк.п×hпк×hм=2.783*0.995*0,995*0,95=2.633 кВт; Р3=Р2×hк.п=2.633*0.98=2.58 кВт; Определяем угловые скорости валов привода по ф. cтр. 11[1]: w1=p×n1/30=3,14×710/30=74.35 с-1; w2=p×n2/30=3,14×284/30=29.74 с-1; w3=p×n3/30=3,14×71/30=7.43 с-1. Определяем крутящие моменты на валах привода по: Т1=Р1/w1=2786/74.35=37.47 Н× ...
0 комментариев