Расчет карданной передачи
Определение размера карданного вала зависит от множества факторов. Следующие правила расчёта служат только для предварительного выбора. В других случаях Вам будет необходима консультация у профессионалов.
1 Выбор карданов для стационарных приводов.
Узел, определяющий ресурс кардана, является, крестовина (подшипник шарнира). Поэтому расчёт карданного вала производиться исходя из нагрузки, которую может выдержать подшипник шарнира. Итак производим расчёт роликового подшипника (ролики располагаются в чашке крестовины), причём расчёт производиться с учётом осциллирующего движения заменяется вращением. Основной характеристикой передающей усилие подшипников является коэффициент максимальнойгрузоподъёмности и расчитывается по формуле
- С - динамическая грузоподъёмность подшипников
- R - расстояние от центра подшипников до центра крестовины. Коэффициент грузоподъёмности крестовины указан в техническом паспорте на вал.
- Terf - значение для расчёта - определяется по следующей формуле. Она предназначена для поступательного (равномерного) режима работы, тоесть когда крутящий момент Мd сохраняет ресурс Lh , зависит от числа оборотов в минуту n и угла шарнира ?
| Terf = |  |
- Terf = Коэффициент необходимой грузоподъемности шарнира
- B = Угол работы крестовины в ° (градусах). При углах более 3° их принимают B = 3° .
- K = Коэффициент удара. В таблице
- M = Передаточный момент на кручение Nm
- Lherf = Необходимый срок службы (час). Это значение должно быть минимум 90% от срока службы всех карданов.
- n = обороты вала в минуту
| Приводной агрегат | K с демпфером | K без демпфера |
| Электромоторы Гидротрансформаторные моторы Дизельные моторы с 1-3 цилиндрами 4 и более цилиндров Оттомоторы от 1 до 3 цилиндров 4 и более цилиндров Компрессоры от 1 до 3 цилиндров 4 и больше цил. |
1 1 2 1,5 1,5 1,25 1,25 1,15 |
1 1 2,5 2,0 2,0 1,75 1,75 1,5 |
Пример расчта:
Машина с небольшим моментом инерции массы, воспринимающая при оборотах n = 1450 мин и крутящем моменте 1000 Нм приводиться в движение электромотором посредством вала, работающего под углом 7 °. Минимальный срок службы не менее 2000 час. Необходимо выбрать типоразмер вала?
Расчёт: коэффициент К= 1 для электромоторов и двигателей без ударных нагрузок. Т = 1339 Нм. В справочнике выбирается вал с ближайшим типоразмером, округляем в большую сторону. Например применяется вал 008, тогда выбираем вал 008 195 у которого коэффициент грузоподъёмности 1460 Нм.
Для данного типоразмера проверяем, выполние неравенство:
1,0 · 1000 Nm < cos 7°· 1460 Nm = 1449 Nm
Неравенство выполняется и вал можно использовать.
Срок службы агрегата составит:
Стоит помнить, что в автомобилях,число оборотов, значения момента и/или угла работы шарнира не постоянны. В таком случае необходимо разбивать обороты и углы на группы объедененные моментами, а также определить временные переиоды. Для вычесленного типоразмера вала срок службы рассчитывается по каждой группе отдельно:
где,
Lhn =Минимальный срок службы агрегата при n = 1, 2, ...n
Mn = Момент, который соответствуюет группе n
Tvоrh = Производительность рассчитанного размера шарнира.
nn = Обороты, относящееся к группе n
Вn = Угол работы шарнира, относящееся к группе n
Остальные коэффициенты - смотрите выше. Вычислив срок службы для каждой группы, появляется возможность вычислить полный срок службы агрегата:
q = Время определяется в %
Lh1, Lh2...Lhn =минимальная работа группы n ( в часах).