Ориентировочный расчёт валов. Эскизная компоновка редуктора. Приближённый расчёт валов редуктора, страница 11

Сечение

вала

Концен-тратор

напряж.

Изгиб.

момент

М, Н·м

Диаметр

d, мм

Момент сопрот.

W, мм3

Полярн.

мом.соп.

Wр, мм3

Площадь сечения А, мм2

Коэффициенты

Кs s/es)

Кτ τ/eτ)

А-А

шпонка

99,4

36

3913

8494

968

1,9

1,9

Б-Б

напрес-

совка

106,2

36

4850

9161

1018

4

3,4

В-В

переход.

сечение

109,6

36

4850

9161

1018

1,85

1,45

Г-Г

зубья

121,6

60,57

21816

43632

2821

1,69

1,58

Д-Д

пер.сеч.,

напресс.

19,5

30

2651

-

707

3,3

2,98

Продолжение таблицы 31

Сечение

вала

Концен-тратор

напряж.

Нормальные напря-

жения в МПа

Касательные напря-

жения в МПа

Коэффициенты запаса выносливости

sa

sm

 ta

tm

ss

sτ

s

А-А

шпонка

25,4

0,22

4,94

4,94

5,58

16,5

5,29

Б-Б

напрес-

совка

21,9

0,21

4,58

4,58

4,21

13,7

4,02

В-В

переход.

сечение

22,6

0,21

4,58

4,58

6,44

23,2

6,2

Г-Г

зубья

5,57

0,07

0,96

0,96

26,6

95

25,6

Д-Д

пер.сеч.,

напресс.

7,36

0,3

-

-

15,2

-

15,2

Выводы. 1. Наиболее опасное сечение Б-Б – у края конического колеса, где коэффициент запаса минимальный.

      2.Коэффициент запаса в опасном сечении превышает максимально рекомендуемый, что явилось следствием повышения диаметров вала в целях унификации подшипников быстроходного и промежуточного валов.

Для уточнённого расчёта вала можно использовать модуль Shaft программного комплекса APM WinMachine. Для расчета вала в APM необходимо:

1. Запустить модуль Shaft.

2. Используя средства рисования «цилиндр» и «конус», нарисовать вал по размерам, определённым в приближённом расчёте.

3. На валу при помощи средств нанесения конструктивных элементов оформить по необходимости фаски, проточки, галтели, шпонки, шлицы, отверстия, резьбу.

4. При наличии напрессованных деталей, используя кнопку «концентратор напряжений», указать точки концентрации напряжений (по краям ступиц зубчатых колёс, подшипников). Коэффициенты концентрации для напрессованных деталей принимать из [11].

5. Поставить опоры.

6. Нанести нагрузки, действующие на вал от элементов передач: крутящий момент Т; изгибающий момент М; окружная, радиальная, осевая силы; сила действующая на хвостовик вала от открытой передачи. Следует помнить, что крутящий момент необходимо прикладывать парно, т.е. в сечении А-А - одного направлении, а в сечении  Г-Г - противоположного. Осевые силы следует приложить на оси вала в точках приложения посередине ступиц (на схеме это два сечения - А-А и Д-Д) и противоположно результирующей осевой силе - на фиксированной опоре.

7. Из библиотеки материалов назначить сталь, из которой предполагается изготовить вал.

8. При выполнении всех вышеизложенных действий при нажатии правой кнопки мыши на нарисованном элементе (и нахождении в соответствующей этому элементу команде) высвечивается окно для ввода точного значения величины или её редактирования и удаления.

9. Произвести расчёт.

10. Вывести на экран окно выбора просмотра результатов расчета. Пометить знаком «галочка» пункт «рисовать вал». Нажать кнопку «усталостный расчёт», при этом на экране появится окно с результатом расчёта.

11. Проанализировать полученную кривую распределения коэффициента запаса усталостной прочности по длине вала.