Головна |
Вали і осі, розраховані на статичну або міцність від утоми, не завжди забезпечують нормальну роботу машин. Під дією навантажень F (Рис. 11) вали і осі в процесі роботи деформуються і отримують лінійні прогини f і кутові переміщення, що, в свою чергу, погіршує працездатність окремих вузлів машин. Так, наприклад, значний прогин f вала електродвигуна збільшує зазор між ротором і статором, що негативно позначається на його роботі. кутові переміщення вала або осі погіршують роботу підшипників, точність зачеплення передач. Від прогину вала в зубчастому зачепленні виникає концентрація навантаження по довжині зуба. При великих кутах повороту в підшипнику може статися защемлення валу. У металорізальних верстатах переміщення валів (особливо шпинделів) можуть впливати на точність обробки і якість поверхні деталей. У ділильних і відлікових механізмах пружні переміщення знижують точність вимірювань і т. Д.
Для забезпечення необхідної жорсткості вала або осі необхідно провести розрахунок на згинальну або крутильне жорсткість.
Мал. 11. Деформація вала під навантаженням
Розрахунок валів і осей на згинальну жорсткість.
Параметрами, котрі характеризують ізгібную жорсткість валів і осей, є прогин вала f и кут нахилу , А також кут закручування
Умова для забезпечення в процесі експлуатації необхідної жорсткості на вигин:
(21)
де f - Дійсний прогин вала (осі), що визначається за формулою (Спочатку визначається максимальний прогин в площині (Y) - fy, Потім в площині (Z) - fz, Після чого ці прогини векторно підсумовуються); [F] - Дозволений прогин (табл. 3); и - Дійсний і дозволений кути нахилу (табл. 3).
Розрахунок валів і осей на крутильне жорсткість.
Максимальний кут закручування визначається також за формулами курсу "Опір матеріалів".
Допустимий кут закрутки в градусах на метр довжини можна приймати рівним:
Допустимі пружні переміщення залежать від конкретних вимог до конструкції і визначаються в кожному окремому випадку. Так, наприклад, для валів зубчастих циліндричних передач допустима стріла прогину під колесом [F] ~ 0,01m, де т - модуль зачеплення.
Мале значення допускаються переміщень іноді призводить до того, що розміри вала визначає не міцність, а жорсткість. Тоді недоцільно виготовляти вал з дорогих високоміцних сталей.
Переміщення при вигині доцільно визначати, використовуючи інтеграл Мора або спосіб Верещагіна (див. Курс «Опір матеріалів»).
Таблиця 3. Допустимі прогини валу [F] і кути нахилу [?]
конструкція | параметр |
Максимальний прогин, мм: | |
Валів загального призначення при довжині вала l | [F] = (0,0002-0,003) l |
У місці установки зубчастих коліс | [F] = (0,01+ 0,03) / m * |
валів черв'яків | [F] = (0,005 + 0,0 \) Т |
Кут нахилу , Радий: | |
радіальний шарикопідшипник | = 0,01 |
Підшипник ковзання | = 0,001 |
сферичний шарикопідшипник | = 0,05 |
* т - Модуль.
Уточнений розрахунок валів (осей) на витривалість | Рекомендації з конструювання валів і осей
Призначення, конструкція і матеріали валів та осей | Класифікація валів і осей | Матеріали валів і осей | Критерії працездатності та розрахунок валів і осей | Розрахунок осей на статичну міцність | Наближений розрахунок валів на міцність |