Главный редуктор вертолета МИ-1

Дипломная работа - Разное

Другие дипломы по предмету Разное



чений и наличие концентраторов (шпонок, шлиц, отверстий, проточек и т.д.).

Выполним проверку вала на прочность в сечении, расположенном посередине ступицы первого зубчатого колеса (см. рис. 3).

Рис. 2

Рис. 3

. Определяем составляющие нормальной силы в зацеплениях, используя формулы:

а) окружные:

, (64)

, (65)

,

;

б) радиальные:

Радиальную силу прямозубого конического колеса определим по формуле:

, (66)

Радиальную силу прямозубого цилиндрического колеса определим по формуле:

, (67)

,

;

в) осевые

, (68)

. Для принятой расчетной схемы рис. 3 определяем суммарный изгибающий момент в проверяемом опасном сечении вала (в данном случае посередине ступицы первого зубчатого колеса).

а) изгибающий момент в вертикальной плоскости Ми(в):

, (69)

, (70)

, (71)

, (72)

, (73)

,

,

,

,

,

б) изгибающий момент в горизонтальной плоскости:

, (74)

, (75)

, (76)

в) суммарный изгибающий момент :

, (77)

. Проверяем статическую прочность вала в опасном сечении ():

а) напряжения изгиба вала

, (78)

Так как мы рассчитываем в сечении по середине ступицы, а там есть шлицы, то берём :

б) напряжения кручения вала

, (79)

в) эквивалентные напряжения определяем по формуле:

, (80)

;

г) при расчете на перегрузки принимаем коэффициент перегрузки из интервала и рассчитываем изгибающий момент в опасном сечении, умножая на этот коэффициент:

;

;

;

;

;

д) допускаемое напряжение для материала вала 12ХН3А, имеющего предел текучести :

.

Рассчитанные эквивалентные напряжения как при номинальных нагрузках, так и при перегрузках меньше допускаемых.

. Рассчитываем вал на выносливость (основной расчет):

а) определяем коэффициент запаса усталостной прочности по нормальным напряжениям изгиба:

Предел выносливости при изгибе для материала вала 12ХН3А равен: .

Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений

Суммарный коэффициент учитывающий влияние всех факторов на сопротивление усталости при изгибе:

, (81)

где - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

- коэффициент влияния шероховатости для обтачиваемой поверхности;

- коэффициент влияния упрочнения для образца с концентрацией напряжений и при обдувке дробью;

- для шлицевых участков валов эффективный коэффициент концентрации напряжений;

Тогда

.

Амплитудное значение напряжения:

.

При наличии осевой силы учитываем среднее значение напряжения :

осевая сила :

, (82)

Тогда коэффициент запаса усталостной прочности равен:

, (83)

б) коэффициент запаса усталостной прочности по касательным напряжениям кручения

Предел выносливости при кручении для материала вала 12ХН3А .

Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений .

Суммарный коэффициент учитывающий влияние всех факторов на сопротивление усталости при кручении:

, (84)

где - для шлицевых участков валов эффективный коэффициент концентрации напряжений выбираем.

Тогда:

.

Определяем амплитудное и среднее значения напряжений ( и ):

, (85*)

.

Тогда:

, (85)

.

в) коэффициент запаса усталостной прочности при совместном действии изгиба и кручения вычисляем по формуле:

, (86)

Рассчитанный коэффициент запаса усталостной прочности больше допускаемого, минимальное значение которого колеблется в пределах

.2 Расчёт вала 2 (рис. 1)

Вращающий момент на валу 2829710 Н, мм

Частота вращения вала 972,2 1/мин

Расчётная схема вала с размерами (рис. 5) , , ,

Диаметр зубчатых колес ,

Зубчатые колёса ЗК4 и ЗК5 - цилиндрическое прямозубое

Угол зацепления зубчатых колёс

Срок службы 3200 час =320060 мин

.2.1 Проектировочный расчёт вала

1. Предварительно определим диаметр вала из расчёта только на крученее по формуле (62). Принимаем вал полым , допускаемое напряжение кручения :

,

Принимаем стандартное значение диаметра 100 мм (ГОСТ 6636-69)

Найдём внутренний диаметр (формула 63):

Разрабатываем конструкцию вала (рис. 4).

Рис. 4

Рис. 5

3.2.2 Проверочный расчёт вала

1. Составляем расчетную схему, представляя вал как балку на двух опорах (см. рис. 5).

. Усилия Frш,Ftш,Fаш и Frk,Ftk,Faк, изображенные на расчетной схеме, переносим статическими нулями в ось вращения вала раздельно для вертикальной и горизонтальной плоскостей и строим эпюры изгибающих и крутящих моментов.

. Устанавливаем опасные сечения вала. При выборе опасных сечений вала учитываем величины изгибающих и крутящих моментов, площади поперечных сечений и наличие концентраторов (шпонок, шлиц, отверстий, проточек и т.д.).

Выполним проверку вала на прочность в сечении, расположенном посередине ступицы четвёртого зубчатого колеса (см. рис. 5).

. Определяем составляющие нормальной силы в зацеплениях, используя формулы:

а) окружные (формулы (64) и (65)):

,

;