Детали машин - Батурин А.Т.
Скачать (прямая ссылка):
ности ов в кТІсмХ I режим нагрузки II режим нагрузки III режим нагрузки
Ст.2, Ст.З, Ст.4 .... 3000—5000 900—1500 600—1000 300-500
Ст.5, Ст.6 ....... 5000—7500 1200—1800 800—1200 400—600
4OX, 40XH. ЗОХНЗ . . . 7000—10 000 150О-г2700 1000—1800 500—900
Стальное углеродистое литье: 750—1200 500—800 250—400
Чугун ......... 1400—1800 000—750 400—500 200—250
* Табл. 18 заимствована из энциклопедического справочника «Машиностроение», т. 2 и может быть использована при ориентировочных расчетах не только осей и валов, но и других деталей машин, почему в нее и включены допускаемые напряжения для I режима нагрузки.
По этим реакциям рассчитываются шипы: по реакции Л — левый и по реакции В — правый шип; обычно размеры шипов делают одинаковыми по большим из двух, полученных расчетом. Пусть размеры di и Zi левого шипа будут большими, с такими же размерами выполняем и правый шип.
Диаметр d оси в опасном сечении найдем из расчетного уравнения на изгиб
Взяв, далее, несколько сечений на расстояниях zi, zv, zs от опор, определим диаметры yi, г/г, г/з и т. д. оси при условии, что ось в указанных сечениях работает с одним и тем же напряжением ои, равным допускаемому [о\и.
Будем иметь
Отложив значения Щ- ,Щ- , — ~ симметрично от геоме-
трической оси в соответствующих сечениях, получим ряд точек, соединяя которые плавной кривой, получим теоретическую форму оси
ВАЛЫ, ИХ УСЛОВИЯ РАБОТЫ И РАСЧЕТ
149
в виде бруса равного сопротивления изгибу (штрихпунктир на фиг. 127).
Сложность формы такой оси (кубический параболоид) заставляет отказаться от ее практического осуществления и заменить ее более простой. Для этого намечают по полученным размерам шипы; диаметр d оси в опасном сечении увеличивают примерно на 10% и на длине с это место оси выполняют цилиндрическим диаметром di\ здесь на оси будет закрепляться на шпонке деталь со втулкой длиной с. Промежуточные части оси выполняют в виде конусов, причем необходимо следить за тем, чтобы теоретическая форма была вписана в упрощенную; такая ось будет достаточно экономичной и прочной. Конечно, фасонпую ось следует выполнять лишь в том случае, если диаметр шипа и диаметр оси в опасном сечении значительно разнятся друг от друга.
Оси проверяют также на жесткость, допуская в среднем стрелу \
прогиба /тах <С JQQQ /, но такая проверка иногда весьма трудоемка, почему и производится только в особо ответственных случаях.
§ 37. ВАЛЫ, ИХ УСЛОВИЯ РАБОТЫ И РАСЧЕТ
Вал отличается от оси тем, что он, кроме изгибающей нагрузки, всегда передает вращающий момент, а в общем случае может помимо этого испытывать и действие осевой силы.
По условиям работы можно указать следующие основные группы валов:
а) коренные, передающие или воспринимающие работу двигателя, например коленчатый вал паровой машины;
б) передаточные, являющиеся одновременно ведомыми и ведущими, например валы коробок скоростей станков;
в) трансмиссионные, получающие работу от двигателя и передающие ее отдельным рабочим машинам.
По конструктивным признакам различают валы прямые, кривошипные и коленчатые. Прямые валы могут быть гладкими, т. е. иметь по всей длине один и тот же диаметр, и фасонными, а по форме поперечного сечения сплошными или для уменьшения веса полыми.
Трансмиссионные валы изготовляются обычно из стали Ст.4 или Ст.5 (реже Ст.З и Ст.6) диаметром до 140 мм из прокатного материала, диаметром от 140 до 200 мм из проката или ковкой, а диаметром свыше 200 мм — только ковкой. Диаметры гладких трансмиссионных валов стандартизованы и должны выбираться из следующего ряда по (ОСТ 1654):
30 50 90 140 220 320 420
35 60 100 165 240 340 440
40 70 110 "180 260 360 460
45 80 125 200 280 380 500
150
ОСИ И ВАЛЫ
Такие валы делаются обычно гладкими с обработкой, соответствующей 3-му классу точности, с цапфами такого же диаметра, что и диаметр вала Для воспринятия возможных осевых усилий и предотвращения осевых перемещений применяются установочные кольца цельные или свертные из двух половин.
На фиг. 128 дана конструкция цельного установочного кольца, а на фиг. 129 — свертного. Кольца закрепляются на валу с помощью одного или чаще двух установочных винтов.
Фиг. 128. Фиг. 129
Приближенный расчет трансмиссионных валов производят обычно на кручение по известному из сопротивления материалов расчетному уравнению
°'2^>1тБГ' (70)
или, если вместо крутящего момента Mk дается мощность Л' в л. с. и число оборотов п в минуту, по уравнению
N
71620—¦ 0,2сР>-м^-,
влияние изгиба учитывается путем понижения допускаемого напряжения [т]к.
В зависимости от материала трансмиссионного вала рекомендуется в формулу (70) подставлять следующие значения [х\к
Марка стали ..... Ст.З Ст.4 Ст.5 Ст.6
Значения [т]к в кГ/см* 200 250 300 350
При канавках для врезных шпонок полученный расчетом диаметр вала увеличивается на 5—10%.
Расстояние I между опорами ориентировочно определяется по формуле
I = 100 Vd , где d и I — в см.
1 Диаметр вала изменяют по участкам, передающим различные моменты, еехв они отличаются один от другого не менее, чем на 20—25%.
