РАСЧЕТЫ ВАЛОВ НА ЖЕСТКОСТЬ И КОЛЕБАНИЯ

Глава 4. РАСЧЕТЫ ВАЛОВ НА ЖЕСТКОСТЬ И КОЛЕБАНИЯ [c.118]

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]

Изложена современная методика расчета и конструирования валов и опор с подшипниками качения. Даны расчеты валов на статическую прочность, жесткость, колебания, на прочность при переменных нагрузках с определением коэффициентов запаса прочности по корректированной теории суммирования повреждений. Рассмотрено контактное взаимодействие деталей подшипника. Приведены технические требования к посадочным поверхностям, технические характеристики подшипников качения, рекомендации по конструированию, монтажу и обслуживанию подшипниковых узлов. Изложена новая методика расчета ресурса подшипников качения. Приведены примеры расчета и нормативные данные для их выполнения. Даны точностные расчеты валов на опорах с подшипниками качения, методические указания по выполнению рабочих чертежей валов, других деталей подшипниковых узлов. [c.4]

В книге изложена современная методика расчета и конструирования валов и опор с подшипниками качения. Приведены расчеты валов на статическую прочность, жесткость, колебания. Достаточно сложным в освоении и применении является расчет валов на прочность при переменных нагрузках. Необходимость его рассмотрения обусловлена тем, что вследствие недостаточного сопротивления усталости происходит разрушение более 50 % валов. В книге рассмотрен расчет с определением коэффициентов запаса прочности по корректированной теории суммирования повреждений. [c.11]

Данные экспериментальных определений крутильной и изгибной жесткости коленчатых валов широко используются при расчете систем коленчатых валов на крутильные и изгибные колебания и определении дополнительных напряжений, возникающих при этих колебаниях. [c.222]

Для расчета оси или вала на прочность, жесткость и колебания надо, прежде всего, составить расчетную схему. [c.360]

При расчете оси вала на прочность, жесткость и колебания составляют расчетную схему. Силы, действующие на оси и валы со стороны расположенных на них деталей, определяют так же, как в передачах. При составлении расчетной схемы принимают, что детали передают осям и валам силы и моменты посередине своей ширины. При расчете осей и валов на прочность и жесткость собственную массу их, массу расположенных на них деталей (за исключением тяжелых маховиков и т. п.), а также силы трения, возникающие в опорах не учитывают. [c.273]

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]

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]

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

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]

Разработка способов расчета изгибных и связных колебаний стерн<ней переменного сечения, дисков, вращающихся валов на основе метода динамической жесткости, изыскания точных решений в специальных функциях, вариационных методов и применения средств вычислительной техники явилась важным фактором обеспечения вибрационной надежности роторных узлов паровых и газовых турбин высоких параметров, а также гидротурбин предельной мощности. Существенное значение в этом сыграли также исследования по конструкционному демпфированию, гидродинамике опор скольжения и динамическим измерениям, позволившие улучшить оценку колеба- [c.38]

Такая ситуация, в частности, возникает при расчете колебаний планетарного редуктора, где в качестве одной из подсистем принимается зубчатая передача. Предполагается, что в диапазоне 500—1000 гг часть элементов зубчатой передачи колеблется как сосредоточенные массы на жесткостях зацеплений валов и осей. Зубчатые барабаны, эпициклы, корпус редуктора и фундамент в указанном диапазоне частот приходится рассматривать как подсистемы с распределенными параметрами. [c.27]

Общая схема расчета системы на крутильные колебания и внесения изменений может быть представлена в следующей последовательности 1) определение моментов инерции деталей (по чертежам или из опыта) 2) определение крутильной жесткости участков валов (по чертежам или из опыта) 3) составление эквивалентной системы 4) расчет частот собственных колебаний для первых трех — пяти форм 5) зная формы колебаний, оценивают MSa,- гармоник, дающих резонансы в рабочем диапазоне оборотов 6) для нескольких самых больших значений /М2а, задавшись или Р, находят амплитуду А и масштаб формы — [c.391]

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]

Правильная работа передач и подшипников возможна при ограниченных упругих перемещениях, что требует выполнения расчета валов по критерию жесткости, а совместное участие валов с установленными на них деталями в колебаниях, наблюдаемых в быстроходных машинах, - по критерию виброустойчивости. [c.84]

Коленчатые валы ДВС, устанавливаемых на тяговых и транспортных машинах, обладают относительно большой крутильной жесткостью по сравнению с деталями и узлами трансмиссии. Это позволяет при расчетах крутильных колебаний возмущающие моменты, действующие на все шатунные шейки валов, складывать, не учитывая сдвиги по фазам, вызванные деформированием этих валов. В таком случае возмущающий момент, действующий со стороны двигателя на трансмиссию, [c.101]

При проектировании механизмов вращательного движения дереворежущих станков обычно ограничиваются вьшолнением расчетов на жесткость рабочих валов и щпиндельных узлов с учетом податливостей валов, шпинделей и подшипниковых опор. Кроме того, осуществляется выбор подшипников качения с проверкой их долговечности [15, 18]. Динамические расчеты амплитудно-частотных и амплитудно-фазово-частотных характеристик, форм колебаний и др. выполняются ддя ответственных тяжелонагруженных и скоростных механизмов при повышенных требованиях к качественным характеристикам обработки. Расчетные схемы, соотношения и зависимости аналогичны используемым при проектировании валов и щпиндельных узлов металлорежущих станков с учетом высокого частотного уровня внешних возмущений. [c.763]

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]

Расчеты на жесткость ступенчатых валов трудоемки, поэтому целесообразно в качестве критерия необходимости проведения уточненного расчета оценить прогибы у и углы наклона е приближенным методом (см. [33]). Расчет частот колебаний и виброустойчивости — см. [30]. [c.106]

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]

Силы, периодически изменяющиеся по величине или направлению, являются основной причиной возникновения вынужденных колебаний валов и осей. Однако колебательные процессы могут возникать и от действия постоянных по величине, а иногда и по направлению сил. Свободное колебательное движение валов и осей может быть изгибным (поперечным) или крутильным (угловым). Период и частота этих колебаний зависят от жесткости вала, распределения масс, формы упругой линии вала, гироскопического эффекта от вращающихся масс вала и деталей, расположенных на валу, влияния перерезывающих сил, осевых сил и т. д. Уточненные расчеты многомассовых систем довольно сложны и разрабатываются теорией колебаний. Свободные (собственные) колебания происходят только под действием сил упругости самой системы и не представляют опасности для прочности вала, так как внутренние сопротивления трения в материале приводят к их затуханию. Когда частота или период вынужденных и свободных колебании со- [c.286]

Уравнения движения привода выписаны на основе уравнений Лагранжа, а рассеяние энергии в системе учтено в виде модели вязкого трения. Численные значения коэффициентов затухания колебаний определили расчетным путем с последующим уточнением в процессе экспериментального исследования. При расчете параметров дифференциальных уравнений движения учли, что баланс крутильной податливости складывается из податливостей валов па кручение, контактных деформаций сопряженных деталей, податливостей опор и изгибных деформаций валов, приведенных к крутильной податливости. Уравнения движения главного привода, имеющего переменные массы и жесткости, представили [c.131]

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]

Изучение совместных колебаний роторов турбогенератора и турбины в переходных анормальных режимах в первом приближении проводят в предположении абсолютной жесткости лопаток турбины. Задача сводится к рассмотрению нестационарных крутильных колебаний вала ротора турбоагрегата с распределенными инерционными и упругими параметрами [2]. Допущение абсолютной жесткости лопаток не оказывает, по-видимому, существенного влияния на величину расчетных напряжений в валу ротора турбогенератора. Разработаны более точные методы расчета [c.521]

Расчеты собственных колебаний упругих систем иллюстрируются примерами. Выведенные на основании точных методов трансцендентные уравнения частот изгибных и крутильных колебаний стержней сопровождаются графиками корней этих уравнений. Много примеров расчета частот собственных колебаний систем с переменной жесткостью выполнено по методу последовательных приближений. Специальный раздел посвящен расчетам собственных крутильных колебаний валов с сосредоточенными массами, а также разветвленных валов, соединенных зубчатыми передачами. [c.3]

Зубчатые колеса составляют вместе с валами и другими присоединенными деталями общую упругую систему, динамический расчет которой представляет большую сложность. Однако такая общая система нередко распадается на две части, динамически слабо зависящие одна от другой, так как жесткость зубьев Сз (2 3) X X 10 кгс/мм обычно значительно превышает жесткость валов Сд л (0,5 2) X X 10 кгс/мм . Поэтому при анализе колебаний сопряженных зубчатых колес в связи с упругими деформациями зубьев инерционными нагрузками от других присоединенных дета.яей пренебрегают и считают, что вращающие моменты постоянны. С другой стороны, при расчете крутильных колебаний зубчатых колес и других деталей в связи с упругими деформациями валов зубья можно считать жесткими. [c.202]

Расчет вала на прочность не исключает возможности возникновения деформаций, недопустимых при его эксплуатации. Большие углы закручивания вала особенно опасны при передаче им. переменного во времени момента, так как при этом возникают опасные для его прочности крутильные колебания. В технологическом оборудовании, например металлорежущих станках, недостаточная жесткость на кручение некоторых элементов конструкции (в частности, ходовых винтов токарных станков) приводит к нарушению точности обработки изготовляемых на этом станке деталей. Поэтому в необходимых случаях вал1>1 рассчитывают не только на прочность, но и на жесткость. [c.200]

В настоящее время условные способы расчета коленчатых валов автомобильных и тракторных двигателей заменены более точными методами определения запасов прочности валов, учитывающими особенности конструкции и применяемых материалов, изменение нагрузок по времейи, а также изгибные и крутильные колебания. Большое значение при проектировании коленчатых валов приобретает в настоящее время расчет их на жесткость, так как жесткость вала может определять не только работоспособность и износостойкость шатунных и коренных шеек вала и его подшипников, но и связанных с ним механизмов (механизма газораспределения и др.). [c.222]

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]

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]

Связанные линейные копебания. Вследствие значительно большей размерности матриц коэффициентов по сравнению с размерностью матриц в случае крутильных колебаний и трудностей автоматизации задания структуры при связанных колебаниях последние рассчитываются рекуррентными способами. Известны алгоритмы расчета коленчатых валов методами динамических жесткостей и цодатливостеи, начальных параметров (2, 9, 10, 13, 141 возможно применение методов конечных элементов. Выбор способа расчета может быть осуществлен на основании самых общих рекомендаций, так как даже для модели коленчатого вала максимальной сложности вычислительные погрешности современных ЦВМ еще не ска1ываются [2. [c.336]

Этот довольно простой способ целесообразен в тех случаях, когда на валу установлены диски различных размеров, а также тогда, когда необходи.мо найти только одну или две наиболее низкие частоты собственных колебаний и соответствующие им формы колебаний. К этому обычно сводятся требования практп-ческих расчетов. Численные расчеты значительно упрощаются, если уравнения (б.10а) преобразуем в безразмерную форму, разделив все слагаемые на коэффициенты жесткости. Таким образом, получаем [c.266]

При балансировке гибких карданных валов интересно выяснить влияние жесткости опор на изгибные колебания вала около первой критической скорости. При этом можно определить оптимальную скорость балансировки, отношение стрелы прогиба к амплитуде колебаний в жестких опорах, что важно для расчета чувствительности системы и обеспечения прочности вала при уравновешивании. Классические методы не дают возможности получить собственную функцию вала в простом аналитическом виде. Для решения этой задачи нами применен мето,т вариации постоянного коэффициента собственной функции вала при наложении условий ортогональности. [c.63]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...