Машиностроительное конструирование Начертательная геометрия Требования к чертежам деталей Выполнение рабочих чертежей деталей

Машиностроительное конструирование

ВАЛЫ НАГРУЗКИ ВАЛОВ

В процессе эксплуатации валы передач испытывают деформации от действия внешних сил, масс самих валов и насажен­ных на них деталей. Однако в типовых передачах, разрабатывае­мых в курсовых проектах, массы валов и деталей, насаженных на них, сравнительно невелики, поэтому их влиянием обычно пренебрегают, ограничиваясь анализом и учетом внешних сил, возникающих в процессе работы.

В цилиндрической прямозубой передаче силу в зацеплении одной пары зубьев раскладывают на две взаимно перпендику­лярные составляющие (рис. 8.1, а):

окружную силу

и радиальную

Здесь F1 и Fr — в Н; Р — передаваемая мощность, Вт; v — окруж­ная скорость, м/с; a — угол зацепления.

В цилиндрической косозубой передаче силу в зацеплении раскладывают на три составляющие (рис. 8.1,б):

окружную Ft , определяемую по формуле (8.1);

радиальную

осевую

Здесь a — yгол зацепления в нормальном сечении; b — yгол наклона зубьев.

В цилиндрической шевронной передаче (рис. 8.1. а)  осевые силы, действующие на каждую половину шеврона, уравновешиваются. Радиальную и осевую силы определяют так же, как и для косозубой передачи.

В конической прямозубой передаче (рис. 8.2) окружная сила

Рис. 8.1. Силы в зацеплении цилиндрических Рис. 8.2. Силы в зацеплении

зубчатых колес конических прямозубых колес

а – прямозубых; б – косозубых;

 в – шевронных

где vср — окружная скорость на среднем диаметре зубчатого колеса, м/с; Р — передаваемая мощность, Вт ;

радиальная сила на шестерне Fr1 и осевая на колесе Fa2 равны, но направлены в противоположные стороны

Fr1 = Fa2 = Ft tg a sin d2; (8.6)

аналогично осевая сила на шестерне Fa1 равна радиальной силе на колесе Fr2:

Fa1 = Fr2 = Ft tg a sin d1;  (8.7)

здесь d1 и d2 — yглы при вершинах начальных конусов: они связаны с передаточным числом и зависимостью

  tg d2 = ctg d1 = и. (8.8)

В передачах коническими колесами с косыми или криволинейными зубьями окружную силу Ft определяют по формуле (8.5); радиальная сила на шестерне Fr1 равна oceвой силе на колесе Fa2 :

осевая сила на шестерне Fa1 равная радиальной силе на колесе Fr2:

Здесь b — угол наклона линии зуба в середине ширины зубчатого венца; знак перед вторым слагаемым в скобках выби­рают по табл. 8.1.

Если Fal получится со знаком минус, го вектор этой силы следует направить к вершине конуса. При положительном зна­чении силы Fr1 ее вектор надо направить от точки контакта зубьев к центру шестерни. Вектор Fr2 должен быть направлен противоположно вектору Fal , а вектор Fа2 — противоположно вектору Fr1.

В червячной передаче (рис. 8.3) окружная сила на червяке Fr1 и осевая на колесе Fа2 равны, но противоположно направ­лены :

Такое же соотношение окружной силы на колесе и осевой силы на червяке

Радиальные силы

Здесь Т1 и Т2 – вращающие мо­менты на  валах соответственно червяка и колеса, Н×мм; d1 и d2 – делительные диаметры червяка и колеса, мм.

8.1. Выбор знаков перед вторым слагаемым в формулах (8.9) и (8.10)

Направление вращения шестерни (если смотреть со стороны основания конуса к его вершине)

Направление наклона зуба

Знак перед вторым слагаемым в формуле

(8.9)

(8.10)

По часовой стрелке

Правое

Левое

+

-

-

+

Прочив часовой сфе.ткм

Правое

Левое

-

+

+

-

Рис. 8.3. Силы в зацеплении червячной пары

В ременной передаче нагрузка на валы Fв равна геометри­ческой сумме натяжений F1 и F2 ветвей ремня; при угле обхвата меньшего шкива a £ 150о принимают

здесь F0= s0А, где s0 - напряжение от предварительного натяжения ремней; А — площадь поперечного сечения ремня (в случае клиноременной передачи — площадь поперечного сечения всех ремней рассчитываемой передачи).

В цепной передаче нагрузка на валы звездочек, направленная по линии центров звездочек,

где Ft — окружная сила на звездочке; kf — коэффициент, учиты­вающий влияние провисания цепи; q — масса одного метра цепи, кч/м; значения kf и q приведены в гл. VII; а — межосевое рас­стояние, м.

При расчете валов редукторов общего назначения следует учитывать возможные консольные нагрузки Fк, приложенные в середине посадочной части вала. По ГОСТ 16162-78 для быстроходного вала одноступенчатого зубчатого редуктора при вращающемся моменте ТБ £ 25 Н×м консольная нагрузка, Н,

; при ТБ > 25 до ТБ £ 250 Н×м  Такое же значение FкБ принимают и для быстроходного вала червячного редуктора. Для тихоходного вала при Тт ³ 250 Н×м консольная нагрузка


На главную