Физика \ Теплофизика

Расчет узла тихоходного вала. Проектный расчет вала. Выбор подшипников. Расчет шпонок на валу. Статистическая прочность, страница 5

Точки

Прогиб, мкм

Поворот сечения, *10-4 рад

X

Y

суммарный

XOY

XOZ

суммарный

X

1

-0.00

0.00

0.00

-2.36

6.66

7.07

0.00

2

-5.66

15.68

16.67

-1.94

5.12

5.48

0.00

3

-9.15

24.46

26.12

-1.51

3.50

3.82

0.00

4

-11.17

29.27

31.33

-0.50

1.25

1.34

-2.99

5

-11.40

29.83

31.93

-0.40

1.00

1.08

-3.28

6

-10.61

27.77

29.73

1.01

-2.66

2.85

-7.24

7

-7.54

19.61

21.01

1.15

-3.08

3.29

-7.62

8

-4.03

10.31

11.07

1.30

-3.41

3.65

-7.62

9

-1.50

3.81

4.10

1.70

-4.32

4.64

-7.62

10

-0.00

0.00

0.00

1.81

-4.56

4.91

-7.62

Для обеспечения статической и усталостной прочности необходимо, чтобы значения коэффициентов запаса были больше, чем 1,5. По результатам расчетов получается, что минимальный коэффициент запаса статической прочности равен 5.8, минимальный коэффициент запаса усталостной прочности равен 2.6. Следовательно, можно сделать вывод, что статическая и усталостная прочность промежуточного вала обеспечена.

Для обеспечения необходимой жесткости по прогибу вала требуется, чтобы суммарный прогиб в месте установки колеса не превышал величины, равной данного колеса.

Результаты расчета показывают, что прогиб промежуточного вала в месте установки колеса быстроходной ступени (точка 3) равен 26.12 мкм. Модуль колеса быстроходной ступени равен 1,5, следовательно, 0,01*1,5=15*10-3мм или 15 мкм. Так как 26.12>15 , следовательно, в данной точке вала жесткость по прогибу не обеспечивается.

Прогиб промежуточного вала в месте установки шестерни тихоходной ступени (точка 7) составляет 21.01 мкм. Модуль шестерни тихоходной ступени равен 2,0 мм, следовательно,

0,01*2,0=20*10-3мм или 20 мкм. Так как 21.01>20, следовательно, жесткость вала по прогибу в данной точке промежуточного вала  не обеспечивается.

Для обеспечения необходимой жесткости необходимо увеличить диаметры участков промежуточного вала, если в этом случае жесткость опять не будет обеспечиваться, то следует выбрать более прочный материал для изготовления вала.

Чтобы вал при повороте сечений обеспечивал необходимую жесткость необходимо, чтобы поворот сечений в месте установки подшипников (точки 1 и 10) не превышал  0,250 или 43,6*10-4 рад. Наибольший угол поворота сечения подшипника равен 7.62*10-4 рад, так как 7.62*10-4 <43,6*10-4, следовательно, условие жесткости вала по углу поворота выполняется.

5.2.4.      Расчет подшипникового узла

При расчете всей конструкции на нагрузки и долговечность необходимо в обязательном порядке также рассчитать и подшипники на долговечность. Это необходимо по следующим соображениям: если не заменять подшипники в случае их долговечности меньшей, чем долговечность всей конструкции, весьма вероятен выход из строя всей конструкции, что, естественно, недопустимо.

Для расчета подшипников на долговечность используется прикладная объектно-ориентированная система Calc_dm. Результаты расчета сведены в таблицу 5.8:

Таблица 5.8

Результаты расчета подшипников на долговечность

Скачать файл