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)):
,
;