Валы и оси

1. Валы и оси

2. План:

1. Назначение. Классификация. Конструктивные
элементы. Материалы.
2. Критерии работоспособности валов.
3. Проектные и проверочные расчеты валов.

3.

Классификация осей
По условиям работы:
- не вращающиеся;
- вращающиеся
По конструктивному
исполнению:
- прямые
- ступенчатые

4.

Классификация валов
По конструктивному исполнению:
- прямые
- ступенчатые
- коленчатые
- гибкие

5. Конструкции валов

Вал-шестерня

6. Конструктивные элементы валов и осей

7. Материалы

Углеродистые и легированные стали
Сталь 35, 40, Ст45, 40Х, 40ХН

8. Критерии работоспособности валов

- Усталостная прочность (выносливость)
- Жесткость

9. Проектные и проверочные расчеты валов

Основные расчетные силовые факторы:
изгибающие и крутящие моменты;
1) проектный расчет;
2) проверочный (приближенный) расчет;
3) проверочный уточненный расчет валов на
сопротивление усталости

10. Проектный расчет валов

11. Проектный расчет

d 3
Mк
0,2[ кр ]
Таблица 13.15
M к Т1
10...30 Н / мм
кр
Ra 20
2

12. Компоновочный чертеж

13. Приближенный расчет валов

Основные нагрузки на валы:
- силы от передач
- консольные силы

14. Схема нагружения валов редуктора

15. Расчетная схема быстроходного вала

16. Расчетная схема быстроходного вала

17. Расчетная схема быстроходного вала (без учета силы от муфты)

18. Реакции в опорах в вертикальной плоскости

М
A
0
d1
Fa1 Fr1 l1
d1
2
R
RBy lБ Fa1 Fr1 l1 0
By
lБ
2

19. Реакции в опорах в вертикальной плоскости

М
d1
RАy lБ Fa1 Fr1 l2 0 R Аy
2
Проверка:
Y 0
B
0
d1
Fa1 Fr1 l2
2
lБ
Fr1 R Ay RBy 0

20. Изгибающие моменты в верт. плоскости

МX2 0
МX4 0

21. Реакции в опорах в горизонт. плоскости

M
Ft1 l1 RBx lБ 0
RBx
A
0
Ft1 l1
lБ

22. Реакции в опорах в горизонт. плоскости

М
Ft1 l2 RAx l Б 0
Проверка:
R Ax
B
0
Ft1 l 2
lБ
X 0 RAx Ft1 RBx 0

23. Изгибающие моменты в горизонт. плоскости

МY 2 0
MY 4 0

24. Крутящий момент

25. Крутящий момент

26. Суммарные изгибающие моменты

M3 M
2
X3
M
2
Y3

27. Диаметр опасного сечения вала

d оп.сеч . 3
М экв 103
0,1 1
2
M экв М изг
М кр2

28. Проверочный уточненный расчет валов

n [n ]
n
n n
n n
n n
2
2
[ n]
- коэффициенты запаса прочности по
нормальным и касательным напряжениям
n 1,5...2,5

29.

Расчет валов на жесткость
Показателем жесткости является
перемещение (линейное или угловое)
Условие жесткости:
f max f
max
max

30. Расчет валов на колебания

Если частота действия возбуждающих сил
равна или кратна частоте вращения вала,
наступает резонанс
n nкр
n nкр
1
nкр 300
f

31. Расчет валов на колебания

Существует 3 режима работы валов:
- режим докритической скорости
- режим критической скорости
- режим закритической скорости.
Пределы вибрационной устойчивости:
n 0,7nкр
n 1,3n кр
0,7nкр n 1,3nкр