Расчет на жесткость куклин
Проверочный расчет на сопротивление усталости ведется по длительно действующей номинальной нагрузке без учета кратковременных пиковых нагрузок, число циклов нагружения которых невелико и не влияет на сопротивление усталости.
Если в результате расчета получится s<[s] и увеличение размеров сечения вала невозможно, то наиболее эффективным способом повышения сопротивления усталости является применение упрочняющей обработки (см. § 0.8).
Расчет валов на сопротивление усталости ведут в последовательности, изложенной в решении примера 22.2.
Расчет на жесткость. Проверочный расчет валов на жесткость выполняют в тех случаях, когда их деформации существенно влияют на работу сопряженных с валом деталей.
Так, повышенный наклон упругой линии 1 вала под зубчатым колесом от прогиба (рис. 22.7) вызовет перекос колес, концентрацию нагрузки по длине зубьев и преждевременный их износ или даже излом, а значительный угол наклона 0 цапф — защемление тел качения в подшипниках, повышенное трение и нагрев.
Различают изгибную и крутильную жесткость.
|
Рис. 22.7. Углы наклона сечений вала: I — упругая линия вала |
Изгибная жесткость валов оценивается углом наклона 0, который определяется методами сопротивления материалов. Требуемая изгибная жесткость обеспечивается при соблюдении условия 0<[0]. Значение допускаемых углов наклона [0] зависит от назначения вала или оси.
Угол наклона цапф в подшипниках скольжения рекомендуется [θ]=0,001 рад, в радиальных шарикоподшипниках [0]« «0,0012 рад, в конических роликовых [0]= 0,0003 рад.
Крутильная жесткость валов оценивается углом закручивания φ на единицу длины вала [1]. Для многих валов передач крутильная жесткость не имеет существенного значения, и такой расчет не производят.
Пример 22.2. По данным примера 22.1 проверить тихоходный вал редуктора на сопротивление усталости (см. рис. 6.2 и 22.8, а). Делительный диаметр зубчатого колеса d2 = 143,39 мм; силы в зацеплении колеса: окружная /^ = 2640 Η, радиальная Fr = 980 Η, осевая Fa = 570 Η. Сила давления цепной передачи на вал Fn = 2713 Η и направлена под углом θ= = 38° к горизонту. Нагрузка на вал нереверсивная. Работа спокойная. Зубчатое колесо вращается по ходу часовой стрелки, если смотреть на него со стороны звездочки. Материал вала сталь 45, для которой по табл. 8.4: σΒ = 890 Н/мм[2]; στ = 650 Н/мм[3]; σ_ι=380 Н/мм2; τ_ι = 0,58σ_ι = = (0,58 · 380) Н/мм2 = 220,4 Н/мм2.