Валы Расчет на колебания

При повышенных требованиях к жесткости валов и осей она проверяется расчетом. Для быстроходных машин, в которых валы могут выходить из строя в результат недопустимых вибраций, производится расчет на колебания. [c.46]

Окончательный расчет валов. Проверочный расчет валов выполняется на усталость и жесткость (расчеты на колебания мы рассматривать не будем). [c.216]

Для предотвращения резонансных колебаний валов проводят их расчет на колебания. [c.416]

Эквивалентная схема шахтного подъемника для расчета на колебания, составленная по его механической модели, может быть представлена в таком виде, как это изображено на фиг. 10, где Jl и — приведенные к главному валу момент инерции ротора электродвигателя и жесткость участка между двигателем и зубчатым редуктором Уа — момент инерции зубчатого редуктора Уд и J —моменты инерции барабанов и Ша — массы концевых грузов. [c.15]

Одна из основных задач расчета на колебания (виброустойчивость) состоит в определении частот собственных изгибных и крутильных колебаний валов с присоединенными узлами, деталями и опорами, что является задачей курса Теория колебаний и здесь не рассмотрена. Расчеты частот собственных колебаний валов см. [1, 21, 31]. [c.423]

В результате периодических изменений передаваемой нагрузки, неуравновешенности вращающихся масс, неравномерности распределения нагрузок в местах сопряжения валов с другими деталями возникают колебания. Расчет на колебания проводится для высокоскоростных валов турбин, осей железнодорожных вагонов, трансмиссионных валов авиа- и автомашин и др. Расчет сводится к определению частот собственных и вынужденных колебаний, определению критических частот вращения с целью исключения возможных резонансных колебаний вала при эксплуатации. [c.289]

Существенной переработке подверглись разделы, относящиеся к приближенным методам расчета на колебания систем с конеч- ным и бесконечным числом степеней свободы, с широким исполь-зованием вариационных методов. В основу практических приемов вибрационных расчетов стержней и валов с дискретным и непрерывным распределением масс и жесткостей положены методы начальных параметров в матричной форме. Применение матричных алгоритмов в сочетании с подходящим выбором масштабов для сил (моментов) и длин делают необходимые вычисления не только весьма удобными при программировании для электронных вычислительных машин, но и вообще значительно упрощают эти вычисления, позволяя даже в сравнительно сложных задачах выполнять их с помощью элементарных счетных устройств (арифмометр, счетная линейка). Состав примеров несколько обновлен. [c.17]

Проверочный расчет валов. После предварительного расчета вала (см. 7.2), определения его конструкции, подбора подшипников, расчета соединений "вал—ступица" выполняют проверочный расчет вала на сопротивление усталости и жесткости. В отдельных случаях валы рассчитывают на колебания. [c.308]

Расчет валов на колебания. Расчет сводится к определению критической частоты вращения п р, npv которой вал работает с сильной вибрацией и может разрушиться [c.60]

Проверочный расчет на антирезонансные свойства при поперечных колебаниях валов и осей заключается в определении критической частоты вращения ( р), при которой возникает резонанс. При установившемся режиме работы машины центробежная сила С уравновешивается внутренними силами упругости вала или оси [c.425]

Практика расчетов упругих систем на колебания показывает, что в подавляющем большинстве случаев те упрощения, которые делались в рассмотренных выше задачах, являются неприемлемыми. Так, большей частью собственная масса упругих связей (балок, валов) оказывается соизмеримой с присоединенными массами. Последние же в свою очередь редко удается рассматривать как сосредоточенные. Обычно в расчетной практике приходится иметь дело с балками или валами переменной жесткости при неравномерном распределении масс. В этих условиях определение частот собственных колебаний изложенными выше методами оказывается громоздким и более предпочтительным является приближенное решение. Ниже мы рассмотрим наиболее распространенный из существующих приближенных методов — метод Релея. [c.485]

Математические модели конструктивных элементов по аналогии с моделями ЭМП на стадии расчетного проектирования целесообразно разрабатывать в двух вариантах быстрые и медленные. Это объясняется тем, что многие элементы для проверки ограничений требуют выполнения большого объема расчетов. Например, при конструировании вала необходимо вести расчеты на прочность и деформацию, определять крутильные и изгибающие колебания, уровень шумов и вибрации, усилия, передаваемые на подшипники, и т. п. Многие из этих расчетов ведутся достаточно точно с помощью громоздких алгоритмов, использующих теоретические методы моделирования и требующих большого машиносчетного времени. Поэтому при оптимизации геометрических размеров элемента следует пользоваться упрощенными (быстрыми) моделями, а для выбранного конечного варианта провести поверочные расчеты с помощью более точных (медленных) моделей. [c.167]

V/I.3. Расчет вала на колебания [c.201]

Рис. VII.6. К расчету вала на колебания а и б — поперечные в — крутильные г — схема ротора агрегата

Последовательность расчета вала на колебания следующая. [c.205]

Расчет редукторов основан на формулах, приведенных в курсе Детали машин , и производится в соответствии с Правилами Регистра [31]. При выборе допускаемых напряжений и деформаций необходимо иметь в виду, что в штормовую погоду вследствие колебаний частоты вращения винта крутящий момент может возрастать на шестерне высокого давления на 25 %, а на шестерне низкого давления на 80 %. Резкие изменения направления вращений при маневрировании усиливают крутящий момент на шестернях примерно в 1,75—2 раза по сравнению с номинальным значением [26]. Помимо расчета редуктора на режим переднего хода производят проверочный расчет на режим заднего хода. Это вызвано тем обстоятельством, что на режиме заднего хода вся мощность передается через шестерни быстроходной и тихоходной пары от ТНД к гребному валу, в результате чего крутящие моменты в этих парах могут достигать значительной величины. [c.302]

Проверочный расчет валов производится на сопротивление усталости и жесткость, а в отдельных случаях на колебания . Выполняется после конструктивного оформления вала на основе проектировочного расчета и подбора подшипников. [c.297]

Поверочный расчет валов производится на усталостную прочность, статическую прочность и жесткость, а в отдельных случаях на колебания. Такой расчет выполняется на основе проектного расчета, конструирования вала и подбора подшипников. Для этой цели составляется расчетная схема. Валы рассматривают как прямые брусья, лежащие на шарнирных опорах. При этом при составлении расчетных схем учитывают соответствующие разновидности опор цапф валов. [c.387]

Качественное исследование даже для простейших систем показало, что могут быть такие реальные системы, для которых необходим поэтапный расчет. Во многих случаях достаточен более простой расчет переходного процесса лишь на интервале первого этапа. Излагаемая нами постановка задачи возникла в связи с исследованием динамических процессов в приводах вспомогательных механизмов тепловозов. Экспериментально установлено, что при включении вентилятора холодильника с помощью фрикционной муфты в системе привода начинается переходный процесс, сопровождаемый упругими колебаниями в соединительных валах, незатухающими на всем интервале переходного процесса. [c.23]

Если вал лежит на двух подшипниках по концам, то для качала расчета вполне достаточно предположить, что (1)У, = 1, (1)У2 = I, 1 )Уя=1 и т. д. В этом случае можно также вследствие ортогональности основных форм колебаний уменьшить количество степеней свободы на одну и расчет повторить для новой системы уравнений. Приведем простое доказательство сходимости указанного метода, например для матрицы (2.66). С этой целью перепишем матрицу (2.66), придав ей форму, которая намечает 62 [c.62]

Расчет вынужденных колебаний линейной системы и определение амплитуды на концах участка вала с муфтой а, следовательно, угла закрутки муфты ф. Вибрационный момент, передаваемый муфтой, УИд = сф. [c.395]

Как известно, частоту собственных колебаний по энергетическому методу находят из условия равенства потенциальной и кинетической энергий ротора за период колебания. Для определения величины энергии надо знать кривую прогиба вала при колебании. Если кривая прогиба выбрана неправильно, то найденная расчетом частота колебаний будет выше истинной. Таким образом, расчет следовало бы выполнить для нескольких кривых прогиба и остановиться на том из вариантов, которой обусловливает наименьшую частоту колебаний. [c.310]

Как видим, изложенный в данном параграфе метод расчета вала на колебания с помощью коэффициентов влияния позволяет не только более точно, чем при графическом расчете, найти критическое число оборотов (в связи с учетом гироскопического момента), но дает возможность также исследовать прецессионные движения вала, некоторые из которых также представляют опасность для его прочности. [c.329]

Влияние массы опор на собственную функцию однородного вала. Расчет резонансной частоты карданного вала в мягких (податливых) опорах, а также определение собственной функции по третьей форме колебаний вала в зависимости от величины массы на концах имеет непосредственное отношение к о,в-расчету колебательной системы карданного вала в изотропных опорах с конечной массой опор М. Как и в предыдущем о,2-случае, собственная функция пх [c.65]

Судовой валопровод представляет собой многоопорный вал, несущий на консоли большую массу — гребной винт. Достаточно точное определение амплитуд вынужденных поперечных колебаний такой системы не представляется возможным как в силу чрезвычайной сложности самой системы, так и из-за неопределенности таких важнейших величин, как возбуждение и демпфирование. Это вынуждает ограничиться в расчете определением только частот свободных колебаний системы с обеспечением должного удаления их от частот возбуждения на всем рабочем диапазоне чисел оборотов. [c.224]

Эта инерция, характеризуемая моментом инерции относительно диаметра, может играть весьма существенную роль, особенно для гребных винтов большого диаметра, и замена гребного винта точечной массой может привести к заметным погрешностям. Кроме того, консоль гребного вала на большом участке заключена в ступицу винта, диаметр которой вдвое, а изгибная жесткость в 16 раз больше, чем соответствующие характеристики вала. Это позволяет считать участок консоли, заключенный в ступицу, абсолютно жестким. Наконец, при расчете поперечных колебаний судовых валопроводов следует учитывать собственное вращение винта и гироскопический эффект, характеризуемый моментом инерции тела винта относительно оси вращения. [c.236]

Первая задача, подлежащая решению при составлении расчетной схемы, состоит в размещении точечных опор. В 24 показано, что опорные подшипники валопровода могут быть заменены в расчете жесткими точечными опорами на серединах длин соответствующих подшипников. Эквивалентные точечные опоры дейдвуда располагаются у кормового и носового срезов соответственно кормовой и носовой дейдвудных опор. Однако в расчете поперечных колебаний следует принимать во внимание лишь надежно загруженные опоры. Для оценки надежности загрузки опор промежуточного вала можно рекомендовать следующее довольно простое соотношение между длинами пролетов и диаметрами вала [c.257]

При колебательном характере изменения моментов и угловых скоростей на входном и выходном валах ГДТ на всем рабочем диапазоне угловых ускорений (вплоть до 900 с- ) можно приближенно считать, что статические и динамические характеристики ГДТ совпадают [1, 9, 10]. Это дает возможность при расчетах крутильных колебаний в системах с ГДТ с достаточной для практических целей точностью в уравнениях (52) использовать статические характеристики ГДТ. Для вывода уравнения движения такой системы при возмущении силового потока со стороны выходного звена [c.51]

Валы рассчитывают на прочность, жесткость и колебания. Основной расчетной нагрузкой являются моменты Т и М, вызывающие кручение и изгиб. Влияние сжимающих или растягивающих сил обычно мало и не учитывается. Расчет осей является частным случаем расчета валов при 7 =0. [c.315]

Расчет валов (осей) на статическую прочность ведут по наибольшей кратковременной нагрузке, которую определяют исходя из наиболее тяжелых условий работы машины с учетом динамических нагрузок и колебаний. [c.320]

Крутящие нагрузки, действуюш,ие на коленчатый вал, состоят из суммарных (набегающих) моментов от периодических усилий, приложенных к шатунным шейкам, и динамических эффектов, связанных с крутильными колебаниями, возникающими в системе коленчатого вала совместно с вращающимися частями присоединенных агрегатов или валопроводом установки. Для уточненного определения величин действительных крутящих моментов в сечениях коленчатого вала должен выполняться расчет, вынужденных колебаний эквивалентной динамической системы с учетом ее демпфирующих свойств и особенностей возмущающих сил. Для определения величин переменных крутящих моментов упрощенно предполагалось, что моменты от периодических усилий и динамические моменты от резонирующих гармоник могут непосредственно суммироваться. В рассматриваемом случае коленчатый вал имеет настроенный маятниковый антивибратор крутильных колебаний, при котором на режиме полной мощности динамический момент Мац" 108 000 кгс см, амплитуда набегающих моментов на этом режиме для третьей шатунной шейки 365 ООО кгс см. Расчетное амплитудное значение момента для наиболее напряженной по кручению третьей шат)Шной шейки Мак = Л + М д = 365 000+, [c.344]

Данные об уравновешенности сил инерции основных разновидностей однорядных и двухрядных четырехтактных двигателей сведены в табл. 7.1-7.2. Так как гармоники более высоких порядков не оказывают в суммарном добавочном моменте заметного влияния на колебания силового агрегата, то можно ограничиться гармониками I и II порядков, указанными в таблицах. Приведенные данные позволяют сделать предварительный расчет динамической нагрузки на гидроопоры при задании номинальной частоты вращения коленчатого вала и частоты холостого хода. [c.116]

Вал представляет собой упругую деталь, объединяющую рабочее колеса и ротор генератора, и должен обеспечивать статическую и динамическую прочность агрегата при всех режимах работы. Прочность вала может быть достаточной в рабочих, переходных и разгонном режимах, если собственная частота колебаний ротора в этих режимах не будет совпадать или не окажется близкой к частоте вынужденных ко/ебаний. Расчет на колебания позволяет определить собственные частоты и, соЕоставив их с вынужденными, оценить, как далеко от резонансных явлений находится система. [c.201]

Таким образом, мы получаем приведенную схему вала, заменяющую действительный вал при расчете на колебания (рис. 56). Именно такая схема была положена в основу вычисления кинетической и потенциальной энергии крутильных колебаний вала и вывода уравнений колебаний в прямой и обратной форме, приведенных в гл. II. В гл. IV изложены методы расчета собственных частот такой схемы. Это были методы приближенного решения системы однородных линейных уравнений специального типа. Существуют, однако, методы расчета собственных частот крутильных колебаний, не требующие ни вычисления кинетической и потенциальной энергии системы, ни предварительного составления уравнений. Эти методы являются самыми распространенными в расчетной гфактике. Из них мы рассмотрим только метод последовательных проб, известный под названием метода Толле, вместе с матричным оформлением этого метода. [c.236]

Проверочный расчет валов. Проверочный расчет валов производится на усталостную прочность, статическую прочность и жест-кость, а в отдельных случаях и на колебания. Такой расчет выпол-няется на основе проектного расчета, конструирования вала и подбора подшипников. Для этой цели составляется уточненная расчетная схема, полученная из эскизной компоновки. Строят. чпюрь изгибающих и крутящих моментов. Если нагрузки действуют в разных плоскостях, их раскладывают на составляющие по двум взаимно перпендикулярным направлениям и строят эпюры изгибающих моментов отдельно в каждой плоскости. Изложенное представлено на рис. 3.123. Так, на рис. 3.123, б приведена схема нагружения ва.та в плоскости ху, а на рис. 3.123, в — эпюра изгибающих моментов (моменты имеют двойной индекс х2, что означает момент относительно оси X в сечении под червячным колесо.м, которое в червячном зацеплении отмечается индексом 2). [c.515]

Для обеспечения нормальной работы элементов передач и подшипников валы и оси должны иметь достаточную жесткость. При недостаточной жесткости даже относительно неболь Г ие нагрузки вызывают недопустимые деформации валов и осей, нарушающие нормальную работу машин. Кроме того, при малой жесткости валов и осей возможно появление интенсивных колебаний, опасных не только для элементов данной машины, но и для окружающих сооружений. связи с этим быстроходные оси, валы и червяки, кроме расчетов на прочность и выносливость, как правило, подвергаьэтся проверке на жесткость, а в отдельных конструкциях и на виброустойчивость. При недостаточной жесткости их размеры приходится увеличивать, хотя это и ведет к излишкам материала, не требуемым по условиям прочности. [c.516]

Типичным примером расчета на виброустойчивость является определение критической скорости вращения вала, т. е. такой угловой скорости, при которой возникают интенсивные поперечные колебания (см. гл. VIII), [c.381]

В заключение отметим, что в расчетной практике часто находят критические скорости, пренебрегая массовыми моментами инерции дисков это допустимо, если все большие массы ротора расположены близко к серединам пролетов, где повороты сечений вала при колебаниях малы по сравнению с прогибами для консольных роторов учет инерции поворота дисков является обязательным. Во всех случаях, когда инерция поворота дисков существенна, было бы грубой ошибкой учитывать ее так же, как при расчете изгибных колебаний невращающегося вала правильно в этих случаях фактические массовые моменты инерции дисков заменять на фиктивные по формулам (II.30а) и (II.306), что соответствует учету гироскопических сил. [c.56]

При большом количестве подшипников и при коротких участках вала критические угловые скорости имеют весьма высокие значения. При эксплуатационных числах оборотов, встречающихся на практике, они обычно не проявляются. Такое положение наблюдается, в частности, у коленчатых валов. Так, при трех и даже двух опорах коленчатого вала четырехцилиндрового двигате-, 1Я не возникают крутильные колебания в пределах эксплуатационных режимов. Однако может наступить явление резонанса от какой-либо из гармонических составляющих возбуждающих усилий, вызывающих поперечные колебания вала. При больнюм количестве сосредоточенных масс на валу в статически-неопре-делимых случаях расчет крутильных колебаний является задачей сложной и трудоемкой в вычислениях. Только несколько частных случаев являются исключением. Поэтому был разработан целый ряд методов, которые допускают приближенно и с меньшей затратой труда установить низшую критическую угловую скорость, практически представляющую основной интерес. [c.58]

Пренебрегая переуениостью кинетической энергии кривошипного механизма, мы допускаем некоторую ошибку. Н. Е. Кочин [24] показал, что под влиянием переменных значений кинетической энергии низшая полоса резонанса расширяется примерно на 5% [1]. Расчет крутильных колебаний с учетом переменности кинетической энергии обычно довольно сложный. Можно достичь некоторого упрощения, если предположить, что при резонансе форма колебаний вала с кривошипным механизмом будет примерно такой же, как у вала с дисками, момент инерции которых был вычислен по средней кинетической энергии. Выведем основную формулу движения, основываясь на этом предположении. Кинетическая энергия всего вала лриолиженно определяется формулой [c.296]

Податливость самих подшипников и конструкций их крепления сравнительно невелика, и ею можно пренебречь в расчете. Однако при составлении расчетной схемы валопровода и размеще НИИ точечных опор следует иметь в виду, что в реальных подшипниках скольжения имеется некоторый радиальный зазор. Поэтому при определенных условиях может нарушиться контакт вала с отдельными подшипниками, что, в свою очередь, может существенно сказаться на жесткостных характеристиках системы и привести к понижению частоты ее колебаний по сравнению с расчетной. Так как расчет поперечных колебаний многопролетной балки, у которой опоры имеют зазор и могут отключаться, представляет чрезвычайно сложную нелинейную задачу, при составлении расчетной схемы валопровода следует принимать во внимание лишь те подшипники, которые надежно загружены положительным (направленным вертикально вниз) усилием. [c.233]

Инерционные и жесткостные характеристики вала. При расчете поперечных колебаний используются жесткость сечения вала EJ и плотность распределенной массы р, (масса участка вала единичной длины). Судовые валы изготовляют обычно из стали с модулем упругости Е = (2,0—2,2) 10 кПсм и удельным весом 7 = 7,85-10 кПсм , с учетом этих величин получаем следующие выражения для жесткости сечения вала и плотности распределенной массы его на единицу длины [c.235]

В предыдуш,ем параграфе указывалось, что в обш,епринятых методах расчета диаметр вала, а следовательно, и основные его характеристики принимаются постоянными по всей длине. В действительности диаметр вала сравнительно мало меняется по длине валопровода, однако даже это малое изменение может суш,ественно сказаться на указанных его характеристиках (главным образом, на его изгибной жесткости). Так, диаметр гребного вала превосходит диаметр промежуточного обычно в 1,1 —1,2 раза, что приводит к расхождению в жесткостных характеристиках 1,5—2 раза. Это обстоятельство также нашло свое отражение в излагаемой методике, позволяющей производить расчет поперечных колебаний многопролетной балки со ступенчатым изменением сечения. Однако такой подробный расчет оказывается чрезвычайно сложным. Он существенно упрощается с сохранением достаточной точности при приведении каждого пролета вала к постоянному сечению по рекомендованным в 26 формулам (264) и (265). [c.236]

В двигателях внутреннего сгорания существенными являются крутильные колебания коленчатого вала, связанного с поршневой группой. Расчетная схема такого вала представляет собой крутильную систему из дискретно расположенных массив ных элементов и упругих элементов между ними. В зависимости от конструкции эта система может быть простой, открытой или разветвленной, а также замкнутой, кольцевой. Система обладает многими собственными частотами, поэтому для опре- деления амплитуд крутильных колебаний необходимо знать амплитуды силовых воздействий, состоящих из многих гармоник. При наличии в системе вала специальных муфт проявляются нелинейные свойства, которые должны быть отражены в расчетной схеме. Демпфирование существенно снижает амплитуды в резонансных и околорезонансных областях частот возбуждения. Демпфирование не поддается предварительному расчету на основании чертежа проектируемого объекта, однако данные [c.14]

Расчет на выносливость деталей ограничителя ведется по эквивалентным нагрузкам [15]. Для получения максимального угла закручивания торсионного вала его длина принимается возможно большей. Длина рычага, воздействующего на выключатель, должна быть такой, чтобы ход выключающего элемента рычага превышал ход штока выключателя. В качестве последнего рекомендуется микровыключатель, например, типа МП-3 с ходом штока 1,5+0,5 мм. Выдержка времени срабатывания может регулироваться реле времени типа РВП-1М (для переменного тока) и не должна превышать времени полупериода колебания стрелы с грузом на минимальном вылете стрелы. Материал для торсионных валов должен быть качеством не ниже стали 60С2 (по ГОСТу 2052—53), твердостью НВ 420—435. [c.115]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...