Расчет поворотного крана на неподвижной колонне — страница 10

(2.4.2.3.) где ТБ - крутящий момент на быстроходном валу, Н*м; t - высота заплечика, мм; r - координата фаски подшипника. d ³ 7 * 125,44 = 35 мм dП ³ 35 + 2 * 2,5 = 40 мм dБП ³ 40 + 3 * 2,5 = 47,5 мм Вычисленные значения округляем в ближайшую сторону до стандартных, ГОСТ 6636-69. d = 36 мм; dП = 40 мм; dБП = 48 мм. Составляем расчетную схему вала, рис. 2.4.2.2. Положение опор и точки приложения сил определяем приближенно. l = B + (20...25) мм l = l1 + l2 l1 = l / 3 l = 240 + 21 = 261 мм l1 = 261 / 3 = 87 мм l2 = 261 -

87 = 174 мм Определяем основные нагрузки, приводим силы Ft , Fa , Fr к точке на оси вала, при этом возникает пара сил. Ft1 = 3842 Н; Fa1 = 756,9 Н; Fr1 = 1427 Н. М = Fa1 * d1 / 2 = 756,9 * 0,0653 / 2 = 24,7 Н*м Крутящий момент на валу: Т = Ft1 * d1 / 2 = 3842 * 0,0653 / 2 = 125,4 Н*м Определяем реакции опор, используя уравнения статики в плоскости ZY: по условию å МZ2 = 0 или - RZ1 * (l1 + l2) - M + Fr1 * l2 = 0 RZ1 = (- M + Fr1 * l2) / (l1 + l2) RZ1 = (-24,7 + 1427 * 0,174) / (0,087 + 0,174) = 856,7 Н по условию å МZ1 = 0 или - RZ2 * (l1 + l2) - M + Fr1 * l1 = 0 RZ2 = (- M + Fr1 *

l1) / (l1 + l2) RZ2 = (-24,7 + 1427 * 0,087) / (0,087 + 0,174) = 570,3 Н Проверка å F2 = 0, т.е. RZ1 + RZ2 - Fr1 = 0 . 856,7 + 570,3 - 1427 = 0 - реакции определены правильно. Определяем реакции опор, используя уравнения статики в плоскости ХY: по условию å МХ2 = 0 или - RХ1 * (l1 + l2) + Ft1 * l2 = 0 RХ1 = (Ft1 * l2) / (l1 + l2) RХ1 = (3842 * 0,174) / (0,087 + 0,174) = 2561,3 Н -Ft1 + RХ1 + RХ2 = 0 Þ RХ2 = RХ1 - Ft1 = 3842 - 2561,3 = 1280,7 Н Определяем изгибающие моменты: в плоскости ZY, сечении 1-1 МZ1 = RZ1 * l1 = 856,7 * 0,087 = 74,5 Н*м М¢Z1 = МZ1 + М = 74,5 + 24,7 = 99,2 Н*м в

плоскости ХY, сечении 1-1 МХ1 = RХ1 * l1 = 2561,3 * 0,087 = 222,8 Н*м Строим эпюры изгибающих моментов МZ , МХ , рис. 2.4.2.2. Определяем суммарные изгибающие моменты в сечении 1-1. Наиболее опасное сечение - 1-1, где расположена шестерня вала. Определяем коэффициент запаса прочности по формуле /7/: где [S] - допускаемый коэффициент запаса прочности, [S] = 2...2,5; Ss - коэффициент запаса прочности по напряжениям изгиба; St - коэффициент запаса прочности по

напряжениям кручения. где s -1 , t - 1 - пределы выносливости материала вала соответственно при изгибе и кручении, МПа; s -1 = (0,4...0,5) * sв ; t - 1 = 0,58 * s -1 , где sв - предел прочности материала вала, МПа (по табл. 10.2. /7/); sа и tа - амплитуды переменных составляющих циклов напряжений, МПа; sm и tm - постоянные составляющие циклов, МПа; ys и yt - коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла напряжений, для сталей /7/: ys = 0,02 + 2 * 10-4

* sв ; yt = 0,5 * yt ; Кd и КF - масштабный фактор и фактор качества (табл. 10.3. и 10.4. /7/); Кs и Кt - эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении (табл. 10.7. /7/). Напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, напряжения кручения по отнулевому /7/. - для симметричного цикла: sа = Мå / W; sm = 0, (2.4.2.7.) где W - момент сопротивления изгибу; для сплошного сечения W = 0,1 * d3 ; для сечения со шпоночным пазом W = - для отнулевого цикла: tа