Проверочный расчет ведомого вала на статическую прочность

Расчет на статическую прочность выполняется после проектировочного расчета по принятой выше расчетной схеме (см. рис.11-12). При составлении расчетной схемы валы рассматриваются как прямые двухопорные брусья. Одна из опор шарнирно-подвижная, другая шарнирно-неподвижная. Активные внешние нагрузки, возникающие в зацеплении, и реактивные внешние нагрузки в подшипниках считаются сосредоточенными и приложенными к валу посредине соответствующих опорных участков.

Этот расчет производится во избежание пластических деформаций вала при перегрузках, возникающих при разгоне и торможении. Определяется эквивалентное нормальное напряжение _экв при одновременном действии в опасных сечениях деформаций изгиба и кручения.

Условие прочности в этом случае имеет вид

,

где М_пр - приведенный момент внутренних сил в опасном сечении

;

- осевой момент сопротивления опасного сечения для участка вала диаметром d;

M_x и М_y - изгибающие моменты в опасном сечении относительно осей x, y; M_кр = Т₃ - крутящий момент в опасном сечении;

[] = 0,8_т - допускаемое нормальное напряжение для стали с пределом текучести _т (по справочнику).

Эпюры всех перечисленных выше моментов приведены на рис.12

Для валов из Ст5 величина _т = 280 МПа и [] = 0,8280 = 224 МПа.

Для ведомого вала, в соответствии с рис.12, принимаем опасное сечение посредине пролета между опорами под колесом тогда значения внутренних силовых факторов найдем равными:

= 28,3 Нм;

= 77,1 Нм;

M_кр = Т₃ = 318,5 Нм.

319 Нм

329 Нм

Рис.12. Эпюры внутренних силовых факторов для ведомого вала

Приведенный момент внутренних сил в опасном сечении составляет

329 Нм.

Тогда эквивалентное напряжение в опасном сечении равно

26,3 МПа ,

в то время, как допускаемое напряжение составляет

[] = 0,8280 = 224 МПа.

Следовательно, условие прочности соблюдено

.

Сборочный чертеж редуктора и чертеж ведомого вала

Сборочного чертежа редуктора и спецификации к нему, а также чертеж ведомого вала редуктора, выполненные в системе КОМПАС-3D, приведены в приложении к пояснительной записке далее (рис.13-15).

Литература

1. Андреенков Е.В., Сёмин М.И., Харитонов Г.И. Основы деталей машин. М.: Владос, 2007.

2. Хруничева Т.В. Детали машин: Типовые расчеты на прочность. М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФА М, 2012.

3. Чернилевский Д.В. Детали машин: Проектирование приводов технологического оборудования. М.: Машиностроение. 2010.

4. Замрий А.А. Практический учебный курс CAD/CAE система APM WinMachine. М.: АПМ, 2011.

5. Талалай П.Г. КОМПАС-ЗD V9 на примерах. СПб.: БХВ-Петербург, 2008.

6. Герасимов А.А. КОМПАС-ЗD V12. СПб.: БХВ-Петербург, 2011.

7. http://www.apm.ru/rus/machinebuilding/

8. http://www.ascon.ru/

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис.13. Сборочный чертёж одноступенчатого редуктора