Tervezés kiszámítása szárak - studopediya
A fő szempontok a teljesítmény tervezett sebességváltó tengelyek erőt és kitartást. Általuk tapasztalt bonyolult deformáció - együttes hatása torziós, hajlítás és húzás (tömörítés). De ahogy a feszültség a tengely a feszültség képest kicsi a stresszes torziós és hajlítási, általában nem veszik figyelembe. Kiszámítása tengelyekre történik két szakaszban: 1. - Project (körülbelül) kiszámítása tengelyek tiszta torziós; 2. - Ellenőrzés (finomított), a bruttó működési ereje hajlító igénybevételnek és torziós követjük azt a következő számítás.
A választott anyag tekercs
Az előrejelzett fogaskerekek ajánlott Hőkezelt közepes ötvözött acélok és 45, 40X, azonos a nagy sebességű és kis sebességű tengelyt.
Válogatás a megengedett feszültségek torziós
Tervezés elvégzett számítás szerint a tengely nyírófeszültsé (mint a tiszta torziós), m. E. Nem veszi figyelembe a hajlítási feszültség, a stressz-koncentráció és a hálózati feszültség idővel (stressz ciklus). Ezért, hogy kompenzálja a közelsége Ez a számítási módszer a megengedett feszültségek torziós alkalmazott alábecsülni: [# 964] Cr = 10-től 20 N / mm 2. Ebben az esetben, a kisebb értékek [# 964] cr - nagy sebességű tengelyek, nagy [# 964] cr - lassú.
Meghatározása geometriai paraméterek szár lépések
A hajtómű tengely egy lépcsős hengeres test, a mérete és száma láb, amely függ a mérete és száma a részek a tengelyen, az alábbi szerkezet mutatja a tipikus homlokkerekes hajtómű tengelyek. Shanks bemeneti és kimeneti tengelyek működnek hengeres és kúpos. Tervezési számítás, hogy meghatározza a hozzávetőleges geometriai méreteinek egyes tengely fok: átmérője d és hossza L (lásd 15. táblázat ..).
Tipikus tervei homlokkerekes hajtómű tengely:
a) - egy nagy sebességű; b) - az alacsony sebesség.
Attól függően, hogy a méret a számított átmérőjű és átmérője hajtómű szakaszában a fogaskerék tervezési sebesség tengely fogaskerék henger változik ábrán látható egy - g.
Méretezése szakaszban tengelyekre.
I - lépés alapján számított nyílt átviteli (szíjtárcsa) vagy a tengelykapcsoló. A tengely átmérője határozza az első szakasz:
Behelyettesítve az ismert értékeket a formula, kapjuk:
A D1 átmérő a kimeneti végén a nagy sebességű tengely csatlakozik a motor keresztül a tengelykapcsoló, határozza meg az arány a d1 = (0,8 ... 1,2) · d1 (dd). ahol a D1 (dd) - átmérője kimenő tengely vége a motor forgórész (táblázat 16 cm.).
A mi esetünkben, a nyílt átviteli csiga alatt d1 kell kerekíteni számos standard számokat (lásd. 17. táblázat).
Elfogadjuk d1 = 40 mm. Hossza I. szakaszban határozza meg:
L1 hosszúságú is kerekítve, mint a D1 átmérő. Elfogadjuk l1 = 52 mm.
II - lépésben kiszámított a burkolat alatt tömítést egy lyuk, és a csapágy.
ahol t = 2,5 mm - magassága a gyöngy, a 15. táblázat, 1. jegyzet.
A D2 átmérője a csapágy veszi fel a dp átmérő a belső gyűrű a csapágy 18 az asztalra.
A mi esetünkben, d2 = 45 mm, ami megfelel a dp átmérő a csapágy. Határozza l2. mm - a tengely hossza alatt a tömítő sapka egy lyuk, és csapágy:
III - egy lépés, vagy fogaskerék. A d3 átmérője határozza meg:
ahol r = 3 mm - koordináták csapágy letörés. 15. táblázat, 1. lábjegyzet.
L3 grafikusan meghatározzuk az elrendezés vázlata. Az egyfokozatú hengeres hajtómű lehetséges, hogy meghatározzuk egy megközelítő aránya kialakításától függően a fogaskerék:
lst, ahol - a hossza a kerékagy, mm; c1 - a szélessége a fogaskoszorú, mm; c - közötti rés a falon a hajtóműház és a végfelülete a kerék fogaskerék.
Veszünk egy = 10 ... 15 mm, akkor:
Lst helyettesítjük be a képletet, és meghatározza l3:
IV - egy lépést csapágy.
ahol B, T - a csapágy szélessége a táblázat 18; c - a letörés mérete, mm.
I - fokozza a nyitott fogaskerék vagy lánckerék.
Tengely átmérője határozza meg:
ahol T2 - nyomatékot a kerék, ebben az esetben T2 = T3 = 448 Nm; [# 964] cr = 18 MPa - megengedett torziós feszültségek a kis sebességű tengelyt.
Behelyettesítve az ismert értékeket a formula, kapjuk:
d1 kerekítve normál érték számokat 17. táblázat.
Elfogadjuk d1 = 50 mm. Hossza I. szakaszban határozza meg:
Elfogadjuk l1 = 60 mm.
II - szakaszban is tervezték zárósapkával egy lyuk, és a csapágy.
ahol t = 2,8 mm táblázat. 15, 1. jegyzet.
Elfogadjuk l2 = 70 mm.
III - mértéke a fogaskerék.
ahol r = 3 mm mentén táblázat. 15, 1. jegyzet.
L3 L3 hozott egyenlő sebességű tengely.
IV - egy lépést csapágy.
V - kemény lépést, akkor cserélje ki a távtartó.
ahol f = 2 mm - értéket Kit letörés.
Elfogadjuk d5 = 71 mm.
L5 grafikusan határoztuk meg.
6. Ellenőrzés kiszámítása tengelyek.
Ellenőrzés (közeli) a tengely kiszámítása (számítási állóképesség) meghatározásából áll valós együtthatók biztonsági határt veszélyt tengely szakaszok.
1. A tengely betöltött Ft. Fr. Fa - elkötelezettség ható erők a homlokkerekes hajtómű, valamint Fop - a hatalom a nyílt átviteli (szíj, lánc).
3. Rajzolj egy kiszámított séma tengely, amelyre konstrukció hajlítónyomaték Mx a vízszintes és függőleges síkban és My nyomaték T a tengelyre.
4. Határozza meg a veszélyes szakasz a tengelyen (legnagyobb terhelés jelenlétében feszültségkoncentrációk), amely meghatározza érvényes biztonsági tényező.
5. Minden egyes, a veszélyes szakaszok meghatározott biztonsági tényező a hajlító s # 963; és torziós s # 964; .
Vegyük például a hajtott tengely egy nyitott lánchajtás, van:
Ft2 = 4015,7 N - kerületi erő a kerék (lásd a 2 „kiszámítása felszerelés.”);
Fr = 1482,4 N - sugárirányú erő a kerék (lásd a 2 „kiszámítása felszerelés.”);
FA2 = 679,2 N - axiális erő a kerék (lásd a 2 „kiszámítása felszerelés.”);
Fop = 3560,5 H - a kifejtett erő a tengelyen egy lánchajtással (lásd a 4., „kiszámítása a láncátvivő.”).
Definiáljuk a vetülete az Y tengely, a nyitott (lánc) transzfer Fop:
Fy = Fop · sin30 = 3560,5 · 0,5 = 1780,25 N.
Definiáljuk a vetülete az X tengely a nyitott (lánc) transzfer Fop:
Fx = Fop · cos30 = 3560,5 · 0866 = 3083,39 N.
E szerint a rendszer szükséges, hogy meghatározzuk a reakció a csapágyak (C és D pont), és azt is, hogy építésére diagramok hajlító és csavaró pillanatok.
A tervezés számítás a tengelyek kell meghatározni a hosszát, és a Lop LT. Attól függően, hogy milyen típusú csapágy (radiális, ferde hatásvonalú golyóscsapágy vagy görgős) mozgatja a metszéspont a reakció az alábbiak szerint.
Meghatározó pontok közötti távolság alkalmazása reakciók csapágyak: radiális csapágy.
a) ferde hatásvonalú golyóscsapágy; b) a ferde hatásvonalú tűgörgős csapágy.
Pre-adhatja tábla típusú csapágy, és a 18. táblázatban fogadja № 7211.
Kapunk Lop = 96 mm; LT = 98 mm - az áramköri; d2 = 223,12 mm - pályán a kerékátmérő (lásd 2. pont „Számítási felszerelés.).
Úgy véljük, a függőleges síkban (Y), és meghatározza a támogatás reakciókat. Töltsük fel pillanatok körülbelül 2 és 4 pont.
Mi helyettesíti az ismert adatok és megszerezni:
RCY = (1780,25 · (96 + 98) - 1482,4 · (98/2) + 679,2 · (223,12 / 2)) / 98 = 3556,1 H
Mi helyettesíti az ismert adatok és megszerezni:
RDY = (1780,25 · 1482,4 · 96 + 98/2 + 679,2 · (223,12 / 2)) / 98 = 3258,3 H
1780,25 + 3258,3-3556,1 - 1482,4 = 0
Készítünk egy hajlító nyomatéki ábra relatív X tengely:
Azt fontolgatja egy vízszintes sík (X), és meghatározza a támogatás reakciókat. Töltsük fel pillanatok körülbelül 2 és 4 pont.
Mi helyettesíti az ismert adatok és megszerezni:
RCX = (3083,39 · (96 + 98) - 4015,7 · (98/2)) / 98 = 4096 N
Mi helyettesíti az ismert adatok és megszerezni:
RDX = (3083,39 · 4015,7 · 96 + (98/2)) / 98 = 5028,3 H
3083,39 - 4096-4015,7 + 5028,3 = 0
Készítünk egy hajlító nyomatéki ábra az Y-tengely:
Építsd Epure nyomaték a Z tengely:
Határozza meg a teljes reakció a C és D pontok:
Rc = = = 5424,3 N
Rd = = = 5991,7 N
Határozzuk meg az összes hajlító nyomatékot a leginkább terhelt keresztmetszetek a 2. és 3. pont:
M2 = = = 341,8 Nm
M3 = = = 293,6 Nm
A mi fán két feltételezett veszélyes szakasz: 2, legyengült súlyzó a csapágy körül; 3. pont, a legyengült reteszhorony a kerék. A számításokat három pontot.
Az így kapott valódi terhelési tényező (kifáradási ellenállás) fejezzük ki:
ahol [S] = 1,5 ... 1,7 - megengedhető biztonsági tényező hajtóművek, fogaskerekek; S # 963; - a biztonsági tényező a hajlító; S # 964; - biztonsági tényezője torziós.
Biztonsági tényező (S # 963; és S # 964;) határozzák meg:
ahol van # 963; -1. # 964; -1 - állóképesség határait normál és nyírófeszültség egy szimmetrikus ciklus (határozza meg a könyvtárat a kiválasztott tengely anyaga); K # 963;. K # 964; - stressz koncentráció faktorok (határozza meg a könyvtárat, attól függően, hogy a feszültség koncentrátor típus); KF - együttható visszaverő felület érdessége; Kd - mérettényezővel számlák csökkenése fáradásbiztosság a tengelynek a növekedést az átmérője; # 968; # 963;. # 968; # 964; - együtthatók, amelyek figyelembe veszik az érzékenységét az anyag az aszimmetria a stressz változás ciklus; # 963; a. # 964: és - csúcsértéke stressz # 963; m. # 964; m - átlagos stressz-ciklus.
Válassza ki a kis sebességű tengely anyaga acél 40X, az asztalon №2 kiírja a mechanikai tulajdonságai a acélból.
Határozza meg a határait állóképességét normál és nyírási feszültségek szimmetrikus ciklus:
# 963; -1 ≈ (0,4 ... 0,5) · # 963; a ≈ 0,45 · 900 ≈ 405 MPa
# 964; -1 ≈ (0,2 ... 0,3) · # 963 c ≈ 900 ≈ 0,25 · 225 MPa.
# 968; # 963; = 0,15; # 968; # 964; = 0,1 - együtthatók, amelyek figyelembe veszik a érzékenységét az anyag az aszimmetria a stressz megváltoztatja a ciklus ötvözött acél.
stressz ciklusok vegye szimmetrikus - hajlító feszültségek (mint ábra.), otnulevym ciklust - a torziós feszültségek (ábra b.).
Határozza meg az amplitúdó értéke a stressz (# 963; a. # 964, a), és a szekunder hurkú feszültség (# 963; m. # 964; m).
ahol T = 448 Nm - nyomaték (nyomaték) kimenőtengelye idején ( „kinematikus számítási meghajtó”, lásd 1.); d = d3 = 65 mm - átmérőjű III - szakaszban a kerék, gyengült reteszhorony (lásd "Project számítás tengelyek" 5. szakasz). M - hajlító nyomaték Nm.
A hajlító nyomatékot úgy definiáljuk, 3 pontot kapott:
ahol RDY = 3258,3 N, RDX = 5028,3 N - reakció D pontot az X és Y tengely;
LT / 2 = 98/2 = 49 mm - távolság 3 és 4 pont (lásd: "Project számítás tengelyek" szakasz 5.).
Mi helyettesíti az ismert adatok alapján, és meghatározza a hajlítónyomaték:
M = = 293592 NMM.
# 963; a = M / (0,1 · d 3) = 293.592 / (0,1 · 65 3) = 10,69 MPa;
# 964; m = # 964; a = 0,5 · T / (0,2 · d 3) = 0,5 x 448.000 / (0,2 · 65 3) = 4,08 MPa.
Elfogadás koncentrációja tényezők K # 963; = 1,7; K # 964; = 1,4 a táblázatból lásd alább reteszhorony.
Elfogadás KF = 1, és K d = 0,53 A chart rajz.
A grafikonok ábrán. és (ahol az 1 - szénacél hiányában stressz koncentrációknál; 2 - ötvözött acél nélkül a stresszhatások koncentrációit, és szénacél mérsékelt stressz koncentrációjú K # 963; ≤ 2, 3 - ötvözött acél jelenlétében a stressz koncentráció) és ábra. b (ahol az 1 - csiszolás vékony, 2 - fordult befejező 3 - csiszolás; 4 - kezeletlen felületre, a skála).
Mi határozza meg a biztonsági tényezőket hajlító és csavaró: a görbe - S # 963; = =
Mi határozza meg a biztonsági tényező a közös tevékenység:
S = = = 10,13 ≥ [S] = 1,5 ... 1,7.
7. Számítás a (kiválasztás) gördülőcsapágyak
Ellenőrizze az alkalmasságát egy előre csapágy № 7211 GOST 333-79 telepítve a távtartókat.
Szögsebessége tengely # 969; 3 = 11,50 1 / s (lásd a "kinematikus számítási meghajtó" 1. fejezetben).
Fa = 679,2 N - axiális erő (lásd 2. pont "kiszámítása felszerelés.").
Reakciók csapágy Rc = 5424,3 H
(Cm. „Ellenőrző tengely kiszámítása” 6. szakasz).
Tartóssági csapágy Lh = 15.000 óra (Lásd. Referencia).
Táblázat szerint 18, írunk a csapágy jellemzői:
A átmérője a belső gyűrű, mm