Расчет валов на прочность

Проектирование валов, опор и их осей

Конструктивное исполнение валов и осей разнообразно и их изучению посвящены лабораторные и практические занятия. Лекционные материалы включают вопросы методики проектирования валов и осей. Согласно общей методологии процесса проектирования первичные приемы расчетов деталей определяются их отказами и соответствующими критериями работоспособности. Отказы валов и осей обусловлены их поломками, излишними деформациями и повышенной интенсивностью колебательных процессов. В соответствии с отмеченными отказами выделяют три метода расчетов валов и осей: на прочность, жесткость и вибростойкость. При этом прочностному анализу подвергаются практически все валы и оси. Этот критерий лежит в основе проектной оценки размеров поперечных сечений. Длинные валы и оси дополнительно рассчитываются на жесткость, а валы с массивными несбалансированными деталями, а также валы с внешними циклическими нагрузками – на вибростойкость.

Проектирование валов и осей по выделенным методам осуществляется в следующей последовательности:

1. Формирование исходных данных.

2. Конструирование вала на основе ориентировочной оценки его диаметра и аналогичных конструктивных решений.

3. Построение расчетной модели по соответствующему критерию работоспособности .

4. Исследование загруженности вала по его длине и установление опасных сечений.

5. Проверочный расчет конструкции по соответствующему критерию работоспособности.

6. Анализ конструкции вала на основе выполненных расчетов и выработка мер ее коррекции в случае необходимости.

Основное внимание в лекционном материале посвящено расчету валов на прочность.

Расчет валов на прочность

14.1.1. Формирование исходных данных

Исходные данные по расчету валов и осей можно сформировать на основе выработанной ранее универсальной схемы при расчетах силовых деталей машин.

1. Нагрузка и закономерность ее изменения во времени. Изменение нагрузки на валы полностью идентично ее изменению на передачи и другие элементы привода обсуждаемого механизма по причине пропорциональности сил моментам. Нагрузка на валы задается в виде крутящих моментов и сил, возникающих в месте взаимодействия валов и установленных на них деталей с внешними по отношению к валу элементами конструкции. Это силы взаимодействия зацепляющихся элементов разнообразных передач или их составляющие; силы, действующие в передачах трением, муфтах, кулачках и т.д.

2. Кинематические параметры. Из кинематических параметров для расчетов валов и осей обычно требуется частота их вращения n (мин^-1), которая позволяет установить суммарное число циклов напряжений N_Σ. При проведении динамического анализа вала и конструкции механизма в целом дополнительно требуется закономерность изменения скорости при неустановившихся режимах работы.

3.Ресурс Lh (час). Ресурс валов и осей назначают таким же, как и для передаточного механизма. Если нагрузка на привод механизма переменная и задана ступенчатой циклограммой, то для вычисления эквивалентного числа циклов напряжений или эквивалентной нагрузки требуются ресурсы на всех ступенях циклограммы.

4.Условия эксплуатации валов и осей. Обычно характеризуются температурой, влажностью, агрессивностью среды и т.д.

5.Геометрические параметры, ФМС материала. При проведении проверочных расчетов требуются геометрические параметры характерных поперечных сечений валов и осей, а также их длины. Кроме того, для проверочных расчетов необходимы параметры физико-механических свойств материала, из которого изготовлен вал (прочностные, упругие и т.п.)

<12 3 4 5 6 7 >

Дата добавления: 2016-10-26; просмотров: 2884;