Домашнее задание по курсу Детали машин 4

Домашнее задание по курсу «Детали машин» № 4 «Проверочный расчет тихоходного вала редуктора»

1. Расчет силовых нагрузок вал и построение изгибающих на эпюр моментови крутящего момента: 1. 1. Расчет силовых нагрузок: 1. 1. 1. Расчетная схема вала редуктора: Fr RA Fa Ft A Х C l 1 d 2 RB FM B D T 2 l 3

1. 1. 2. Тангенциальная сила, н: 1. 1. 3. Радиальная сила, н: ‑ угол зацепления; угол наклона зубьев. со = 1 для прямозубой передачи. s s 0

1. 1. 4. Осевая сила, н: tg = tg 0 = 0, поэтому при прямозубом зацеплении осевая сила отсутствует. β 1. 1. 5. Сила реакции в муфте, н:

1. 2. Построение эпюр изгибающих моментов и крутящего момента: 1. 2. 1. Построение эпюр изгибающих моментов в вертикальной плоскости: Fr RA Fa Х A C l 1 d 2 RB B l 2 D l 3

Определение опорных реакций от радиальной Fa сил: Fr и осевой Проверяем правильность определения реакций:

Если реакции найдены правильно, строим эпюру изгибающих моментовот сил радиальной и осевой: Fr RA Fa Х A C l 1 Миy d 2 RB B l 2 D l 3

1. 2. 2. Построение эпюр изгибающих моментов в горизонтальной плоскости: Ft RA RB Х A C l 1 d 2 B l 2 D l 3

Определение опорных реакций от тангенциальной силы Ft: Проверяем правильность определения реакций:

Если реакциинайденыправильно, строим эпюруизгибающих моментов от тангенциальной силы: Ft RA RB Х A C l 1 Мих d 2 B l 2 D l 3

1. 2. 3. Построениесуммарной эпюры изгибающего момента от действия тангенциальной, радиальной и осевой сил: Fr Fa Ft A C l 1 МИ Х d 2 B l 2 D l 3

1. 2. 4. Построение эпюры изгибающих моментов от действия силы FМ: На консольном участке вала находитсяполумуфта, которая нагружаетвал дополнительно поперечной силой. RA FМ RB Х A B C l 1 l 2 D l 3

Определение опорных реакций от действия : силы FМ Меняем направление реакции в точке В Проверяем правильность определения реакций:

Если реакциинайденыправильно, строим эпюруизгибающих моментов от действия силы реакции в муфте: RA RB Х A B C l 1 МИМ FМ l 2 D l 3

1. 2. 5. Построение суммарной эпюры изгибающих моментов от действия всех Fr RA Fa Ft A Х C l 1 d 2 RB FM B l 2 D l 3

1. 2. 6. Построение эпюры крутящего момента: Х A B C l 1 T 2 l 2 Т 2 D l 3

Сводная эпюра изгибающих и крутящих моментов

2. Уточненный расчет тихоходного вала редуктора Уточненныйрасчет выполняют, как проверочный определения для расчетного коэффициента запаса прочности: Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям: Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

Пределы выносливости материалавала присимметричных циклахизгиба кручения, и если нет табличных данных, тогда для углеродистых сталей: Расчетный коэффициент запасапрочности определяют опасном в сечении. Опасным считается сечение для которого вала, коэффициент запаса прочности имеет наименьшее значение, может не совпадать сечением, возникают оно с где наибольший изгибающий и крутящий моменты, поэтому следует проверять все опасные сечения.

Опасные сечения в точках С и Е

2. 1. Проверка прочности сечения в точке С: Дано: dз. к. = … Ми. С= … Т 2 = … b =… t 1 = … В=520 МПа, т =280 МПа, τТ =170 МПа, -1 =250 МПа, τ-1 =150 МПа

Напряжения изгиба изменяются симметричному по циклу, напряжения кручения – по отнулевому (пульсирующему) циклу:

2. 1. 1. Моментысопротивления валовпри изгибе и. нетто и кручении к. нетто в W W сечении ослабленном шпоночным пазом определяются:

2. 1. 2. Коэффициенты концентрации напряжений изгибе и кручении вала, при К К ослабленного шпоночным пазом определяются:

2. 1. 3. Масштабные факторыприизгибе и кручении для углеродистых сталей определяются таблицы, в соответствии пределом из с прочности диаметром и вала в данном сечении.

2. 1. 4. Коэффициент зависящий степени β, от шероховатости поверхности (способ обработки)определяется таблице, для качественных по поверхностей способ обработки шлифование:

2. 1. 5. Коэффициенты, зависящие соотношения от пределоввыносливости при симметричноми пульсирующем циклах напряжений и ψ , выбираютв ψ соответствии с маркой материала: - углеродистая сталь= 350… 550 МПа, в σ - углеродистая сталь= 650… 750 МПа, в σ - легированная сталь, - углеродистая сталь, - легированная сталь, Подставляем значенияформулы, в расчетное значение коэффициента запаса прочности сравниваемдопускаемымеслиусловие с , выполняется, тогда прочность в данном вала сечении обеспечена.

2. 2. Проверка прочности сечения в точке Е: Дано: dп= … r= Ми. Е= … Т 2 = … A Х C B lст. Ми. Е l 2 В=520 МПа, т =280 МПа, τТ =170 МПа, -1 =250 МПа, τ-1 =150 МПа D

Напряжения изгиба изменяются симметричному по циклу, напряжения кручения – по отнулевому (пульсирующему) циклу:

2. 2. 1. Моментысопротивления приизгибе и. нетто и кручении к. нетто для валов W W сплошного круглого сечения определяются :

2. 2. 2. Коэффициенты концентрации напряжений изгибе и кручении вала, с при К К галтелью определяются:

2. 2. 3. Масштабные факторыприизгибе и кручении для углеродистых сталей определяются таблицы, в соответствии пределом из с прочности диаметром и вала в данном сечении.

2. 2. 4. Коэффициент зависящий степени β, от шероховатости поверхности (способ обработки)определяется таблице, для качественных по поверхностей способ обработки шлифование:

2. 2. 5. Коэффициенты, зависящие соотношения от пределоввыносливости при симметричноми пульсирующем циклах напряжений и ψ , выбираютв ψ соответствии с маркой материала: - углеродистая сталь= 350… 550 МПа, в σ - углеродистая сталь= 650… 750 МПа, в σ - легированная сталь, - углеродистая сталь, - легированная сталь, Подставляем значенияформулы, в расчетное значение коэффициента запаса прочности сравниваемдопускаемымеслиусловие с , выполняется, тогда прочность в данном вала сечении обеспечена.

Предельные отклонения размеров отверстийи валов (по ГОСТ 2546 -82) и колец подшипников качения класса точности О (по СТ СЭВ 773 -77).