Основните критерии за изпълнение, предназначени скоростни валове са сила и издръжливост. Те се изпитват комплекс деформация - комбинираният ефект на усукване, огъване и напрежение (компресия). Но тъй като напрежението в шахтата на напрежението малък в сравнение с стреса на усукване и огъване, те обикновено не се вземат под внимание. Изчисление на зъбни шахти се извършва на два етапа: първо - Проект (сближаване) изчисляване на валове за чисто усукване; Втората - Проверка (рафинирана), нормата на силата на огъване и усукване стрес, ние ще го преследват от следното изчисление.
Изборът на материал на рула
Прогнозираните предавки препоръчва термично обработени среда легирани стомани и 45, 40Х, идентични с висока скорост и вал ниска скорост.
Избор на допустимите напрежения на усукване
Дизайн, изготвен от стреса на вал на усукване (както в чисто усукване), м. Д. То не взема под внимание огъване стрес, концентрацията на напрежение и променливо напрежение във времето (натоварващите цикли). Следователно, за да се компенсира за близостта на този метод за изчисляване на допустимите напрежения в усукване приложни подценява: [# 964] Cr = 10 до 20 N / mm 2. В този случай, по-малки стойности на [# 964] кр - за високоскоростни валове, голям [# 964] CR - за бавно движещи се.
Определяне на геометричните параметри шахти стъпки
вал зъбно колело е стъпаловидна цилиндрично тяло, броя и размера на краката, които зависят от броя и размерите на частите на вала, структурата по-долу показва типични винтови зъбни валове. Колчета входните и изходните валове работят цилиндрична и конична. Изчисляване дизайн е да се определи приблизителната геометричните размери на всяка степен вал: нейния диаметър D и дължина L (виж таблица 15 ..).
Типични проектиране на винтови зъбни валове:
а) - с висока скорост; б) - ниска скорост.
В зависимост от размера на изчислени диаметри и диаметър предавка етап на зъбно колело дизайн скорост вал зъбно цилиндър ще варира, както е показано на Фигура а - г.
Оразмеряване етапи се готвят шахти.
I - стъпка изчислява под открито предаване (ролка) или съединителя. Диаметърът на вала се определя за първия етап:
Заместването на известните стойности във формулата, ние получаваме:
d1 Диаметърът на изходния край на вала на високоскоростен свързан към двигателя чрез съединителя, се определя от съотношението на d1 = (0,8 ... 1,2) · d1 (DD). където d1 (DD) - диаметър край на изходящия вал на ротора на електродвигателя (Таблица 16 см.).
В нашия случай, с отворен предаване ролката под d1 трябва да бъде закръглена до най-близкото броят на стандартните номера (вж. Таблица 17).
Ние приемаме d1 = 40 mm. Дължина на етап I се определя от:
L1 за дължина също е закръглена и D1 диаметър. Ние приемаме L1 = 52 mm.
II - стъпка, изчислена в съответствие с уплътнението на капака с дупка и лагер.
където т = 2,5 mm - височина на шийката, на масата 15, забележка 1.
d2 на диаметър на лагера се приема за DP диаметър на вътрешния пръстен на лагера 18 на масата.
В нашия случай, d2 = 45 mm, което съответства на DP диаметър на лагера. Определя L2. mm - дължина на вала под капачката на запечатване с отвор и лагер:
III - стъпка или зъбно колело. d3 на диаметър се определя от:
където R = 3 mm - координати носещи скосяване. Таблица 15, бележка 1.
Дължина L3 се определя графично оформление от скица на. За един етап цилиндрична кутия, че е възможно да се определи в приблизително съотношение в зависимост от дизайна на зъбното колело:
LST където - дължината на главината на колелото, mm; С1 - ширината на зъбното колело на короната, mm; в - разликата между стената на корпуса на предавката и крайната повърхност на венец на колелото.
Ние приемаме а = 10 ... 15 mm, а след това:
Lst заместваме във формулата и да определи L3:
IV - стъпка лагер.
където В, Т - широчината на лагера на таблица 18; в - размера на скосяване, мм.
I - стъпка под открито предавка или зъбно колело.
диаметър на вала се определя от:
където Т2 - въртящ момент към колелото, в този случай Т2 = T3 = 448 Nm; [# 964] CR = 18 МРа - допустими усукване на ниско вал скорост.
Заместването на известните стойности във формулата, ние получаваме:
d1 се закръгля до най-близката номера стандартната стойност Таблица 17.
Ние приемаме d1 = 50 mm. Дължина на етап I се определя от:
Ние приемаме L1 = 60 мм.
II - етап е също предназначен за уплътняване капачка с отвор и лагера.
където т = 2,8 mm за маса. 15, забележка 1.
Ние приемаме L2 = 70 мм.
III - степен на зъбно колело.
където R = 3 mm по маса. 15, забележка 1.
Дължина L3 L3 взети равен вал скорост.
IV - стъпка лагер.
V - трудно стъпка, можете да замените дистанционера.
където е = 2 mm - стойност Kit фаска.
Ние приемаме d5 = 71 mm.
L5 се определя графично.
6. Проверка изчисляване на шахти.
Проверка (непосредствени) изчисляване на вала (изчисление издръжливост) се състои в определянето на недвижими коефициенти марж на секциите на опасност безопасността на вала.
1. Валът е зареден Ft. Фр Fa - годежни сили, действащи в винтовото зъбно колело, както и Fop - силата на отворения предаване (колан, верига).
3. Начертайте изчислява схема вал, върху която конструкция огъващ момент Mx в хоризонталната и вертикалната равнини и ми въртящ момент Т върху вала.
4. Определяне на опасен участък на вала (най-голямо натоварване, наличие на пораждащи напрежения), който ще определи валиден фактор за безопасност.
5. За всеки от опасните участъци, определени коефициент на безопасност за огъването и # 963; и усукване и # 964; ,
Помислете например за изходящия вал с отворена верижна предавка, ние имаме:
Ft2 = 4015,7 N - периферна сила на колелото (виж раздел 2 "Изчисляване на предавката.");
Fr = 1482,4 N - радиална сила върху колелото (виж раздел 2 "Изчисляване на предавката.");
FA2 = 679,2 N - аксиална сила на колело (виж раздел 2 "Изчисление на предавка.");
Fop = 3560.5 Н - силата, приложена върху вала от верижна предавка (вижте точка 4, "Изчисляване на прехвърляне на веригата.").
Ние дефинираме проекцията върху ос Y от отворен (верига) прехвърляне на конте:
Fy = Fop · sin30 = 3560,5 · 0,5 = 1780,25 Н.
Ние дефинираме проекцията върху оста X от отворен (верига) прехвърляне на конте:
Fx = Fop · cos30 = 3560,5 · 0866 = 3083,39 Н.
Съгласно тази схема е необходимо да се определи реакцията в лагерите (С и D точка), а също така да се конструира диаграми огъване и усукване моменти.
От изчислението на проектиране на валовете трябва да се определи дължината и Лоп LT. В зависимост от вида на лагер (радиална, ъглово контакт топка или валяк) премества пресечната точка на реакцията, както е показано по-долу.
Определяне на разстоянието между точките на прилагане на реакции в лагерите: радиален лагер.
а) с ъглови контакт сачмен лагер; б) с радиално-ролков лагер.
Чрез предварително възлага тип маса лагер, и масата 18 приема № 7211.
Получават Lop = 96 mm; LT = 98 mm - от веригата; d2 = 223,12 mm - диаметър стъпка на колелото (виж раздел 2 "Изчисляване предавка.).
Ние считаме, че вертикалната равнина (Y) и определят реакции за подпомагане. Долива се моменти около 2 и 4 точки.
Ние замести известните данни и да получи:
Rcy = (1780,25 · (96 + 98) - 1482.4 · (98/2) + 679.2 · (223,12 / 2)) / 98 = 3556,1 Н
Ние замести известните данни и да получи:
RDY = (1780,25 · 1482.4 · 96 + 98/2 + 679.2 · (223,12 / 2)) / 98 = 3258,3 Н
1780,25 + 3258.3 - 3556.1 - 1482,4 = 0
Ние изграждане огъващ момент диаграма относителна X ос:
Ние разглеждаме хоризонтална равнина (X) и определят реакции за подпомагане. Долива се моменти около 2 и 4 точки.
Ние замести известните данни и да получи:
RCX = (3083,39 · (96 + 98) - 4015.7 · (98/2)) / 98 = 4096 N
Ние замести известните данни и да получи:
RDX = (3083,39 · 4015.7 · 96 + (98/2)) / 98 = 5028,3 Н
3083,39 - 4096 - 4015,7 + 5028,3 = 0
Ние построи огъващ момент схема по отношение на Y-ос:
Изграждане epure въртящ момент около оста Z:
Определяне на общия реакцията в точки В и Г:
Rc = = = 5424,3 N
Rd = = = 5991,7 N
Определяне на общото огъващи моменти в най-натоварените напречните сечения в точките, 2 и 3:
М2 = = = 341.8 Nm
М3 = = = 293.6 Nm
За нашия дърво два твърди опасен участък: на 2, отслабва гира около лагера; в точка 3, отслабена шпонковия канал под колелото. Изчисленията се извършват в продължение на три точки.
Получената фактор реално натоварване (устойчивост на умора) се изразява чрез:
където [S] = 1,5 ... 1,7 - допустима за коефициент на безопасност редуктори, зъбни колела; S # 963; - коефициент на безопасност за огъване; S # 964; - коефициент на сигурност за усукване.
фактор за безопасност (S # 963; и S # 964) се определя от:
къде тук # 963; -1. # 964; -1 - издръжливост границите на нормалните и срязващи напрежения при симетричен цикъл (определено от указателя за избрания вал материал); K # 963;. K # 964; - фактори концентрация стрес (определено от директорията, в зависимост от вида на стрес концентратор); KF - коефициент, отразяващ грапавост на повърхността; Kd - коефициента е причина за намаляване на силата на умора на вала с увеличаване на диаметъра му; # 968; # 963. # 968; # 964; - коефициенти, които отчитат чувствителността на материала за асиметрията на цикъла на промяна на стреса; # 963 а. # 964; и - пикова стойност от стрес; # 963; т. # 964; m - означава стрес цикъл.
За да изберете ниска скорост вал материал стомана 40Х, от масата №2 напишете механичните характеристики на нашия стомана.
Определяне на границите на издръжливост на нормални и срязващи напрежения в симетричен цикъл:
# 963; -1 ≈ (0,4 ... 0,5) · # 963; в ≈ 0.45 · 900 ≈ 405 МРа
# 964; -1 ≈ (0,2 ... 0,3) · # 963 в ≈ 900 ≈ 0.25 · 225 МРа.
# 968; # 963; = 0.15; # 968; # 964; = 0,1 - коефициенти, които отчитат чувствителността на материала на асиметрията на стреса променя цикъл за легирана стомана.
стрес цикли да симетрични - за огъване подчертава otnulevym цикъл (както на фиг.) - (. Фигура б) за усукване.
Определяне на стойността на амплитудата на напрежението (# 963; а. # 964; а) и вторичния контур напрежение (# 963; т. # 964; т).
където Т = 448 Nm - въртящ момент (въртящ момент) изходящ вал по време ( "Изчисляване кинематичен устройство", виж 1.); г = d3 = 65 mm - диаметър III - етап под колелото, отслабена шпонков канал (виж "Проект за изчисляване валове" раздел 5). M - огъващ момент Nm.
В момента, огъване се определя на 3 точки:
където RDY = 3258,3 N, RDX = 5028,3 N - реакция точка D на X и Y ос;
LT / 2 = 98/2 = 49 mm - разстояние от 3 до 4 точки (виж "Проект за изчисляване валове" раздел 5.).
Ние замести известните данни и да определи момента на огъване:
М = = 293,592 Nmm.
# 963; а = M / (0,1 г · 3) = 293592 / (0,1 · 65 3) = 10.69 МРа;
# 964; m = # 964; а = 0,5 · Т / (0,2 г · 3) = 0.5 х 448 000 / (0,2 · 65 3) = 4.08 МРа.
Приема концентрация фактори K # 963; = 1,7; K # 964; = 1,4 от масата да се види по-долу шпонков канал.
Приема KF = 1 и К г = 0.53 за диаграма чертеж.
Графиките на фиг. и (където 1 - въглеродна стомана в отсъствието на концентрации стрес; 2 - легирана стомана без концентрации на напрежения и въглеродна стомана в умерена концентрация на напрежение К # 963; ≤ 2; 3 - легирана стомана в присъствие на концентрации на стрес) и Фиг. б (където 1 - смилане тънък 2 - превръщането завърши 3 - смилане; 4 - необработена повърхност със скалата).
Ние дефинираме фактори за безопасност на огъване и усукване: кривата на - S # 963; = =
Ние дефинираме фактор на безопасност при съвместното действие:
S = = = 10,13 ≥ [S] = 1,5 ... 1,7.
7. Изчисляване на (подбор) търкалящите лагери
Проверка на годността на предварително избраното лагер № 7211 ГОСТ 333-79 инсталиран в дистанционните.
Ъгловата скорост на вала # 969; 3 = 11.50 1 / S (виж раздел "кинематичен Изчисляване на устройството" 1.).
Fa = 679,2 N - аксиална сила (виж раздел 2 "Изчисление на предавка.").
Реакциите носещи Rc = 5424,3 Н
(Cm. "Проверка изчисление вал" точка 6).
Трайност носещ LH = 15000 часа (Виж. Референтен).
Според Таблица 18, пишем характеристиките на лагер:
Диаметърът на вътрешния пръстен, мм
Свързани статии