Лабораторная работа № 10

Тема: «Исследование конструкций валов»

Цель работы: изучение конструктивных особенностей и основ проектирования валов редукторов.

Ход работы:

1. Изучить конструкции валов по образцам.

2. Произвести необходимые расчеты, заполнить отчет, показать стрелками на эскизах направления действующих сил;

3. Ответить на контрольные вопросы.

Порядок выполнения работы.

Для валов редукторов расчет производится по предельным напряжениям на кручение. Для определения наименьшего диаметра необходимо знать крутящие моменты на валу. Диаметр выходного конца вала определяется при [t]_k=25^H/_мм²

При расчете опасного сечения вала на кручение определяем диаметр по пониженным допускаемым напряжениям [t_k] = 15^H/_мм² На основании крутящих моментов делается проектировочный расчет вала, в ходе которого определяется диаметр ступеней.

Например: уточненный расчет проведем для промежуточного вала.

Составим расчетную схему. Все размеры возьмем из компоновки: а=мм; b=мм.

Р_радС=1, 208× 10³Н

Р_осС=894Н

Р_окрС=3212, 7Н

Р_{радВ, Д}=505, 8Н

Р_{осВ, Д}=382, 1Н

Р_{окрВ, Д}=1, 336× 10³Н

Построим по эпюру крутящих моментов:

Определим реакции в опорах:

В плоскости YOZ:

å M₃=0;

å M₃=-PрадВ× а+

+Р_радС(а+b)-

-P_радД(2b+a)+Y3×

× (a+b+b+a)=0

Истинное значение силы Y₄ направленно в противоположную сторону, от выбранного на схеме.

å М₄=0;

å М₄=-Р_радД× а+Р_радС× (а+b)-Р_радВ× (а+b+b)+Y₃× (a+b+b+a)=0;

Истинное значение силы Y₃ направлено в противоположную сторону

от ранее выбранного направления.

Проверка:

å F_y=0;

Строим эпюру изгибающих моментов в плоскости YOZ.

В плоскости XOZ:

Проверка:

M_Y3=0; M_Y4=0; M_YB=-X₃∙ a=-147.1(H∙ м)

M_YC=-X₃∙ (a+b)-Pокрb∙ b=-203.3 (H∙ м)

M_YД=-Х₄∙ а=-147, 1(H∙ м)

M_{∑ И3}=0; M_{∑ И4}=0;

Опасным сечением является сечение С:

Из условия прочности:

получим:

Изучение характеристик валов

Изучить имеющиеся валы. Снять размеры ступеней и заполнить таблицу по (образцу таб.11). Произвести проверочный расчет на прочность вала по заданным нагрузкам и построить эпюры.

Таблица 11

Используя данные этой таблицы, выполнить расчет измеренных параметров вала. На основании полученных результатов сделать вывод.

Форма отчета:

1. Наименование работы.

2. Цель работы.

3. Задание на работу.

4. Результаты работы.

5. Вывод.

Контрольные вопросы:

1. Имеется вал заданной конструкции необходимо теоретически доказать использование технологически оправданных концентраторов напряжений и место их расположения. Предложить альтернативные решения способствующие уменьшению концентрации напряжений в валу. Ход альтернативных решений запишите в виде алгоритма.

2. Для изученных валов предложите пути уменьшения их металлоемкости. Для решения задачи при необходимости запросите дополнительные данные. Ход рассуждений запишите в виде алгоритма.

3. Для изученных валов предложите пути повышения их технологичности. При необходимости запросите дополнительные данные. Ответ запишите в виде блок – схемы.

Литература:

1. Детали машин. Атлас конструкций / Под ред. Д. Л. Решетова. М.: Машиностроение 1992. Ч. 2.