Таблице 4.2

ку
у				0, 8	0, 5

 

Пример расчета

Произвести расчет карданной передачи. Определить удельное давление шипа, напряжения на изгиб, на срез, критические обороты вала.

Дано

Крутящий момент двигателя M_dmax = 250 Нм, передаточное число первой передачи i₁ = 6.2, расстояние от середины шипа до оси шарнира R = 45 мм, диаметр сечения шипа d = 20 мм, длина шипа l = 15 мм. Передний участок вала сплошной, шлицевой. Наружный диаметр шлицев d₁ = 54 мм. Внутренний диаметр шлицев d₂ = 44 мм, длина l₁ = 51 мм, средний участок вала полый с диаметрами d₃ = 43 мм и d₄ = 40 мм и длиной 1, 2 м, задний участок вала сплошной с диаметром d₅ = 35 мм и длиной 1, 3 м, расстояния: от начала переднего участка до опоры l₄ = 50 мм, от конца заднего участка до опоры 15 мм.

Опоры незащемленные. Коэффициент трения /и = 0, 11. Модуль сдвига материала вала G = 8 х 10⁴ МПа. Ось вращения валов вилок расположены одна к другой под углом у = 10^o.

Расчет

Расчетный момент на валу трансмиссии

M = Mtaax h = 250х6, 2 = 1550 Нм.

При этом КПД трансмиссии принимаем равным 1.

1. Определим напряжение изгиба в сечении A-A крестовины (рис.4.10)

а_ш = Q_maxl /(2W) = 17487, 9 x 0, 015/(2 x 785 x 10^-6) = 16, 7 МПа,

где Q_max =—^M— =------------- ¹⁵⁵⁰------------ = 17487, 9H, W = nd³/32 = 0, 785x10^-6 м³.

^max 2R cosy 2 x 4, 5 x10^-2cos10⁰

Напряжение среза

t_s = 4Q_max/(nd²) = 4x 17487, 9/(nx0, 2x 10^-2) = 55, 67МПа. В конструкциях карданных шарниров напряжения [а] - 250...300 МПа, [т] = 75...90 МПа. Условие прочности выполнено.

2. Для среднего участка вала трубчатого вала с диаметрами d₃ = 4, 3 см и d₄ = 4, 0 см и длиной 1, 2 м критическая частота вращения

п_кр = 12x'10'\/d₃² + d₄² /1² = 12-10^4, 3² + 4, 0² /1, 2² = 4170 об/мин, а для заднего сплошного участка вала с диаметром d₅ = 3, 5 см и длиной 1, 3 м

п_кр = 12x10⁶d₅ /1² = 12x10⁶ x3, 5/130² = 2485 об/мин.

 

Контрольные вопросы

1. Приведите классификацию карданных шарниров.

2. Почему в карданных передачах используют шлицевые соединения?

3. Каким образом можно компенсировать неравномерность вращения выходного вала карданной передачи?

4. Из какого материала изготавливают карданные шарниры?

5. Сформулируйте расчетный случай для карданной передачи.

6. Сформулируйте понятие критической частоты вращения карданного вала?

7. От каких параметров зависит критическая частота вращения карданного вала?

8. Как рассчитать критическую частоту вращения карданного вала?

9. Запишите выражение для коэффициента неравномерности ведомого вала карданной передачи.

10. Из каких материалов изготавливают карданные шарниры?

11.Почему в качестве опор карданного шарнира применяют радиальные игольчатые подшипники?

12. Почему игольчатые подшипники рассчитывают только по допустимой нагрузке?

13. Какие нагрузки испытывает карданный вал?

14. Какими мероприятиями можно уменьшить осевые силы, передаваемые карданным валом?