ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы РАСЧЕТЫ ВАЛОВ НА ЖЕСТКОСТЬ И КОЛЕБАНИЯ из "Валы и опоры с подшипниками качения " Упругие перемещения валов оказывают неблагоприятное влияние на работу подшипников, зубчатых передач, соединений, вызывая увеличение концентрации напряжений, повышение изнашивания, снижение сопротивления усталости, понижение точности и равномерности вращения или перемещения. Изгибная и крутильная жесткость валов влияет на частотные характеристики системы при изгибных и крутильных колебаниях. [c.118] Жесткость деталей машин характеризуют собственная жесткость деталей, рассматриваемых как балки, пластины или оболочки с идеализированными опорами, и контактная жесткость, т.е. жесткость поверхностных слоев деталей в местах контакта. [c.118] Для большинства деталей при действии значительных нагрузок основное значение имеют собственные деформации. Однако в прецизионных машинах и приборах при относительно малых нагрузках и взаимно подвижных деталях контактные деформации в балансе перемещений составляют значительную долю и могут даже превышать собственные. Это, в частности, относится к металлорежущим станкам, для которых характерным является большое число подвижных сопряжений деталей, малые нагрузки при окончательных точных операциях и особо высокие требования к точности. [c.119] Жесткость валов при изгибе. Изгибную жесткость характеризуют линейными у и угловыми 0 перемещениями под действием сил и изгибающих моментов, для чего составляют дифференциальное уравнение упругой линии вала, используя интеграл Мора, способ Верещагина и другие методы [26]. [c.119] В формулах табл. 1.32 и 1.33 обозначены Е - модуль упругости материала вала, МПа J- момент инерции сечения, мм F- сила, Н М- изгибающий момент, Н-мм линейные размеры - в мм. [c.119] Требуемая жесткость валов при изгибе в основном определяется условиями правильной работы передач и подшипников. Перемещения валов мало влияют на работу передач гибкой связью. В зубчатых передачах они вызывают взаимный перекос колес и раздвигание осей, которое особенно неблагоприятно для передач Новикова. [c.119] Жесткость валов, вращающихся в подшипниках, должна быть такой, чтобы обеспечивались легкость и плавность вращения, а также достаточно равномерное распределение напряжений в контакте, влияющее в конечном итоге на ресурс подшипников. [c.119] Суммарное допустимое отклонение от соосности внутреннего и наружного колец подшипников качения, вызванное неблагоприятным сочетанием всех видов погрешностей обработки, сборки и деформации подшипников, вала и деталей корпуса под действием нагрузок, оценивают предельно допустимым углом 0тах взаимного перскоса между осями колец подшипника, смонтированного в подшипниковом узле. [c.122] Значимость контактных перемещений в балансе упругих перемещений машин можно проиллюстрировать на примере металлорежущих станков в шпиндельных узлах контактные перемещения составляют 30...40 %. Упругие деформации подшипников качения рассмотрены в разделе 2, глава 4. [c.123] Общую податливость вала находят суммированием податливостей отдельных его элементов. [c.123] При больших радиусах г галтель заменяют вписанным конусом. [c.124] Податливость коленчатого вала определяют по его элементарным участкам (рис. 1.60) (погрешность расчетов 5... 10 %). [c.124] Эксцентричное выполнение отверстия в шатунной шейке увеличивает податливость колена на % [13]. При уточненном расчете крутильной податливости привода, который, как правило, выполняют с применением ЭВМ, дополнительно учитывают влияние прогибов валов и деформаций смятия в шлицевых, призматических и сегментных шпоночных соединениях. [c.125] В приводах станков, например, контактные перемещения в шпоночных и шлицевых соединениях вызывают угловые перемещения шпинделей того же порядка, что и перемещения от чистого закручивания валов, составляя в общем балансе углов закрз ивания до 40 %. [c.125] Колебания валов с присоединенными деталями и узлами возникают под действием внешних постоянно действующих и периодически изменяющихся сил и обусловлены, главным образом, упругими деформациями валов. Малые колебания около положения равновесия становятся опасными для вала и конструкции в целом, когда частота возмущающей силы совпадает с частотой собственных колебаний системы или кратна ей, т.е. наступает резонанс. При этом напряжения в вале существенно возрастают, их значение определяется не столько внешней нагрузкой, сколько силами инерции колеблющихся масс. [c.126] В наблюдаемых в машинах колебаниях обычно участвует значительная часть системы, в частности весь привод машины, основные несущие детали. [c.126] Самостоятельные колебания отдельных валов типа валов коробок передач, как правило, не играют существенной роли в динамике машин, и поэтому их отдельно не рассматривают. Наоборот, колебания коренных валов с присоединенными узлами и опорами (роторов турбин, коленчатых валов поршневых двигателей, шпинделей станков с обрабатываемыми деталями) могут иметь определяющее значение. [c.126] В валах наблюдаются колебания изгибные (поперечные), крутильные (угловые), изгибно-крутильные. [c.126] Расчеты частот собственных колебаний валов. Наиболее часто резонанс предотвращают изменением частоты собственных колебаний. Поэтому основная задача расчета вала на колебания состоит в определении частоты собственных колебаний и установлении допустимого режима работы по частоте вращения, ограничиваемого частотой собственн1,1х колебаний системы. [c.126] Здесь а = Х1 /(2тг), где Х - корни частотного уравнения, отражающего условия закрепления вала Е, G - модули соответственно упругости и сдвига материала вала, Па J, Jp - соответственно осевой и полярный моменты инерции поперечного сечения вала, м d, 1 диаметр и длина вала, м, т - масса вала, кг. [c.126] Вернуться к основной статье