3.
Расчет вала.
Быстроходные валы, вращающиеся в подшипниках скольжения, требуют высокой твердости цапф, поэтому их изготавливают из цементируемых сталей 2 х 13(ГОСТ 5632 –61)с пределом прочности и текучести:
Σв = 65 Мпа
Σт = 45 Мпа
3.1. Расчет статической прочности, жесткости и устойчивости вала.
Основными для вала являются постоянные и переменные нагрузки от рабочего колеса.
На статическую прочность вал рассчитываем по наибольшей возможной кратковременной нагрузке, повторяемость которой мала и не может вызывать усталостного разрушения. Так как вал в основном работает в условиях изгиба и кручения, а напряжение от продольных усилий не велики, то эквивалентное напряжение в наружного вала:
Где: σн – наибольшее напряжение при изгибе моментом Ми.
Ĩк
– наибольшее напряжение при кручении моментом.
Wк
и Wн
– соответственно осевой и полярный моменты сопротивления сечения вала.
Для вала круглого сплошного сечения Wк
= 2 Wн
, в этом случае:
Где: D – диаметр вала = 5,5 м;
Запас прочности по пределу текучести
Обычно Пт = 1,2 – 1,8.
3.2. Расчет на усталостную прочность.
На практике переменная внешняя нагрузка изменятся либо по симметричному, либо по асимметричному циклу.
Наибольшие напряжения будут действовать в точках наружных волокон вала.
;
Амплитуды и средние напряжения циклов нормальных и касательных напряжений будут:
Если амплитуды и средние напряжения возрастают при нагружении пропорционально, то запас прочности определяют из соотношения:
Где: n Σ и n Ī – соответственно запасы прочности по нормальным и касательным напряжениям.
Если известны пределы выносливости реальной детали, то равенство можно переписать в виде.
6.
В равенствах (а) и (б) Σ = 1 и Σ – 1 q – пределы выносливости стандартного образца и детали при симметричном изгибе; Ī –1
и Ī1-
q
– то же при кручении RΣ
и RĪ
– эффектные коэффициенты концентрации соответственно нормальных и касательных напряжений.
При отсутствии данных значения RΣ
и RĪ
можно вычислить из соотношений.
7.
Здесь ąΣ и ąĪ – теоретические коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении.
G – коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений.
Значения эффективных коэффицтентов концентраций напряжений для прессовых соединений валов и дисков в таблице.
ЕΣ и ЕĪ – коэффициенты, учитывающие масштабный эффект при изгибе и кручении.
ΒΣ и βĪ – коэффициенты, учитывающие влияние состояния поверхности.
Φυ и φĪ – коэффициент, характеризующий чувствительность материала к ассиметррии цикла напряжений
В приближенных расчетах принимают φσ = 0,1 –0,2 для углеродистых сталей при σβ < 50 кгс/мм2
;
Φυ = 0,2 –0,3 для легированных сталей, углеродистых сталей при σβ > 50
кгс/мм2
;
φĪ = 0,5 φσ – титановые и легкие сплавы.
Принимаем при азотодувке β = 1,175 (1,1 – 1,25)
Для легированных сталей
Φυ = 0,25; σĪ = 0,5 * 0,25 = 0,125
Пределы выносливости при изгибе и кручении
Σ-1
= (0,45 – 0,55) σβ
Ī-1
= (0,5 –0,65) σ-1
σ-1
= 0,5 * 65 = 32,5 (Мпа)
Ī-1
= 0,575 * 32,5 = 18,68 (Мпа)
Во время работы нагнетателя на вал действуют;
1. крутящийся момент;
2. изгибающий момент;
3. осевое усилие.
Составляем уравнение состояния вала:
Σma = Р * а + m – RB *B = 0 ,
Σmв = Ra * B – P (а + В) + m = 0
8.
Нагрузка, действующая на вал: P = 2 Mkp / D, где:
D –диаметр рабочего колеса (М) = 0,06
9.
Где: N – мощность дантера в КВт из газодинамического расчета.
N = 20,33 (КВт);
W – частота вращения ротора (с-1
)
W = 126 (с-1
)
10.
11.
Проверка:
Σm =0, Σm = - P + Ra – Rb = 0, Σm = - 5366,6 + 9089,1 – 3722,5 = 0
Определяем перерывающие силы и строим их эпюру.
1. Qec
=0
2. Qуа
сл
= - Р = - 5366,6 (Н)
3. Qуа
спр
= - Р + Ra = - 5366,6 + 9089,1 = 3722,5
4. Qур
= - Р + Ra – RB = - 5366,6 + 9089,1 – 3722,5 = 0
Определяем изгибающие моменты и строим их эпюру (рис.
1).
1. Мх0
сл
= 0.
2. Мх0
сл
= - М = - 161 (Н * м)
3. Мх1
сл
= - Р Х1 – М, где: Х1 изменяется от 0 до 0,018, значит:
При Х0 = 0; Мх1 = - М = - 161 (Н * м)
При Х1 = 0,018; Мх1 = - 5366,6 * 0,018 – 161 = - 257,6
4. Мх2
сл
= - Р Х2 – М, где Х2 изменяется от 0,018 до 0,025
При Х2 = 0,025
Мх2
сл
= - 5366,6 * 0,025 – 161 = - 295,17
5. Мх3
сл
= - Р Х3 – М, где Х3 изменяется от 0,025 до 0,045
При Х3 = 0,045
Мх3
сл
= - 5366,6 * 0,045 – 161 = - 402,5
6. Мх4
сл
= - Р Х4 – М, где Х4 изменяется от 0,045 до 0,068
При Х3 = 0,068
Мх4
сл
= - 5366,6 * 0,068 – 161 = - 525,9
7. Мх5
сл
= - Р Х5 – М, где Х5 изменяется от 0,068 до 0,075
При Х3 = 0,075
Мх5
сл
= - 5366,6 * 0,075 – 161 = - 563,5
8. Мх6
сл
= - Р Х6 – М, где Х6 изменяется от 0,075 до 0,09
При Х6 = 0,09
Мх6
сл
= - 5366,6 * 0,09 – 161 = - 643,9
9. Мх6
спр
= - R в (Х10 – Х6); при Х6 = 0,09
Мх6
спр
= - 3722,5 ( 0,263 – 0,09) = - 643,9
10. Мх7
спр
= - R в (Х10 – Х7); при Х7 = 0,1
Мх7
спр
= - 3722,5 ( 0,263 – 0,1) = - 606,8
11. Мх8
спр
= - R в (Х10 – Х8); при Х8 = 0,1 – 0,176
Мх8
спр
= - 3722,5 ( 0,263 – 0176) = - 323,9
12. Мх9
спр
= - R в (Х10 – Х9); при Х9 = 0,176 – 0,253
Мх9
спр
= - 3722,5 ( 0,263 – 0,253) = - 37,2
13. Мх10
спр
= - R в (Х10 – Х10); при Х10 = 0,253 – 0,263
Мх10
спр
= 0
Другие работы по теме:
Основы тепломассообмена
Стационарная передача через плоскую стенку. Плотность теплового потока через стальную стенку и слой накипи. Расчет тепловой изоляции стальной трубки по заданным параметрам. Нестационарный нагрев длинного круглого вала. Сложный теплообмен, потеря тепла.
Изучение устройства карданной передачи
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3 ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА КАРДАННОЙ ПЕРЕДАЧИ Цель работы: изучить назначение, устройство, кинематические зависимости карданных шарниров, изучить понятие критической часты вращения карданного вала. Карданные механизмы (карданы) представляют собой устройства, которые способны передавать вращающий момент или вращательное движение от одного вала к другому при фиксированных или переменных углах пересечения их осей.
Расчет карданного вала ВАЗ 2106
Министерство образования Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Иркутский государственный технический университет Кафедра Автомобильного транспорта
Взаимозаменяемость
Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования «Московский Государственный Текстильный Университет имени А.Н.Косыгина»
Структура и принцип работы механизма
СамГУПС Кафедра «Детали машин» Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе Содержание Задание на проектирование 1 Краткое описание структуры и принцип работы механизма
Рассчет приводного вала
Задание Рассчитать приводную станцию, исходя из следующих данных: - мощность приводного элемента - - частота вращения вала электродвигателя - - частота вращения вала приводного элемента -
Проверочный расчет станка С2Р12
Реферат СТАНОК, МУФТА, НОЖЕВОЙ ВАЛ, ВАЛЕЦ, ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА, КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА, ТЯГОВАЯ СПОСОБНОСТЬ Курсовой проект состоит из пояснительной записки и 2 листов формата A1, 1 листа формата А2, 1 листа формата А3, 1 листа формата А4 (иллюстративного материала).
Процесс фрезерования
Динамический расчет вертикально-фрезерного станка 675 П. Расчет обработки вала ступенчатого. Динамическая модель основных характеристик токарно-винторезного станка 16Б16А. Определение прогиба вала, параметров резца, режимов резания и фрезерования.
Структура и принцип работы механизма
Определение передаточного отношения и разбиение его по ступеням, окружных и угловых скоростей зубчатых колес и крутящих моментов на валах с учетом КПД. Материал и термообработка зубчатых колес. Кинематический и геометрический расчет зубчатой передачи.
Проектирование привода силовой установки
Кинематические расчеты, выбор электродвигателя, расчет передаточного отношения и разбивка его по ступеням. Назначение материалов и термообработки, расчет допускаемых контактных напряжений зубчатых колес, допускаемых напряжений изгиба, размеров редуктора.
Допуски и посадки
Расшифровка посадки по буквенному написанию или другим параметрам. Обозначение системы, в которой обозначены отверстие и вал. Буквенное обозначение размеров вала и отверстия. Расчет предельного размера вала и отверстия S(N) max и min допуск посадки.
Расчет мощности двигателя
Выбор электродвигателя, кинематический расчет и схема привода. Частоты вращения и угловые скорости валов редуктора и приводного барабана. Расчет зубчатых колес редуктора. Выносливость зубьев по напряжениям изгиба. Расчёт вращающих моментов вала.
Проектирование привода ленточного конвейера
Проведение выбора электродвигателя, материалов шестерен и колес, смазки, муфт, определение допускаемых напряжений. Расчет тихоходной и быстроходной ступеней редуктора, ведомого и ведущего валов, подшипников. Проверка прочности шпоночных соединений.
Проектирование привода
Определение механических свойств материалов электродвигателя, расчет параметров передачи. Конструирование валов редуктора: расчет диаметров валов, шпоночных соединений и чертежа вала редуктора. Расчет быстроходного вала и подбор подшипников качения.
Выбор и расчет посадок типовых соединений
Расчёт гладкого цилиндрического соединения 2 – шестерня – вал. Вычисление калибров для контроля гладких цилиндрических соединений. Выбор нормальной геометрической точности. Определение подшипникового соединения, посадок шпоночного и шлицевого соединения.
Расчет кремового соединения
Расчет болта кремового соединения, посредством которого рычаг неподвижно закрепляется на валу, определение силы затяжки. Вычисление параметров клиноременной передачи. Определение элементов червячной передачи редуктора. Расчет болта и подбор подшипников.
Расчет и проектирование прямозубого редуктора
Проектирование прямозубого редуктора. Выбор электродвигателя привода. Расчетное напряжение изгиба в опасном сечении зуба шестерни. Конструктивные размеры зубчатых колес и элементов корпуса. Основные параметры зубчатой пары. Ориентировочный расчет валов.
Конструирование валов
Предварительно выбираем радиально- упорные подшипники средней серии. По диаметру выбираем подшипники 000 с параметрами: c = 00. 7 кН, С0 = 99 кН, = 06
Траяновы валы
Введение 1 Буджак и Бессарабия 1.1 Нижний Траянов вал 1.2 Верхний Траянов вал 2 Поднестровье 3 Румыния Введение Трая́новы ва́лы — название систем древних валов на Украине, в Молдавии и Румынии. Сооружение их часто связывают с деятельностью римского императора Марка Ульпия Траяна в Дакии.
Адрианов вал
Адрианов вал, колоссальное оборонительное сооружение длиной 117 км, некогда пересекавшее северную Англию, соединяя глубоководные эстуарии реки Солуэй на западе и реки Тайн на востоке.
Дополнительная коробка МАЗ-64227
1.1. Назначение коробки. Назначение коробки передач - изменять силу тяги, скорость и направление движения автомобиля. У автомобильных двигателей с уменьшением частоты вращения коленчатого вала крутящий момент незначительно возрастает, достигает максимального значения и при дальнейшем снижении частоты вращения также уменьшается.