波塞冬的信徒 发表于 2022-3-15 15:14:55

齿轮箱体手算,具体实例

两个原则:(1)简单,简单,再简单;
                  (2)软件校核前,再粗糙,也必须提供手算的参考值。

一 箱体计算
见网页,http://www.jxzlw.cn/jijia/2130.html说过程疑问。

1.空间力系包括圆周力Ft,径向力Fr,轴向力Fa,作用在齿轮轮齿上,简化至传动轴上。

1.1 Ft沿y轴,扭矩Mt绕传动轴。
1.2 Fa沿z轴,力矩Ma绕y轴。
1.3 Fr沿x轴,沿力作用线平移,无矩。此处Fr=Ft/cosβ*tan α_n,网页上的实例看不大明白。

2.1.圆周力Ft,以传动轴为对象,轴承提供支反力,简支梁模型。箱壁受拉压作用,以箱壁为对象,三边简支(偏保守)一边自由板,受压,认为考虑稳定       性是主要的,压缩变形作为约束条件有点舍本逐末。
22扭矩Mt,传动作用,设计传动轴时考虑,此处对箱体无作用。

3.1. 轴向力Fa,垂直作用于箱壁,箱壁提供支反力,按变形协调和力平衡,决定前后箱壁的支反力(假如前后箱壁结构对称,感觉相同,不是很肯
      定);
   以前箱壁为对象,由于未作用在箱壁截面形心位置,平移至形心,有作用力Fa和扭矩Maa;
   假如忽略上箱体的刚度和强度,将其作为安全储备,那么计算模型为三边简支(偏保守)一边自由板,受力Fa和扭矩Maa作用;
   实例中按照简支梁受受扭计算,误差有多大,不知道了。
3.2 绕y轴的力矩Ma,依然忽略上箱体的影响,假设下箱体与基础支承完全刚接,从y轴方向看过去,模型为闭合薄壁截面自由扭转。实例中直接忽略此力矩,不知为何。

4.1 径向力Fr,俩齿轮啮合,按作用力与反作用力的相互关系,传递至箱壁上时,完全成为内力,相互抵消了。实例看不明白,不知道是哪里考虑错了。


二 轴承荷载分布。

见文章,https://www.doc88.com/p-6733252946973.html?s=like&id=3
倒M模型,文中没提,也没去找。
文中的余弦分布,隐约觉得那个积分过程有猫腻在里面。

正常的思维,这个推导过程,Py=P0*(cosθ)^2,有半径r,有角度θ,肯定是极坐标方便。
参照圆面积积分的推导过程,此处积分的微元表达式,嗯.....,实在是写不出来,换个思路,需要将各θ_i处的Py_i求和,就是Fr/w=Σ(Py_i)。

将各θ_i处的Py_i在零点处按泰勒展开Py_i=0+ΔPy_i=0+ (ΔPy_i/Δθ_i)*Δθ_i
按积分定义,Fr/w=Σ(Py_i)=Σ(0+ΔPy_i)=Σ=Σ[ (Δpy_i/Δθ_i)*Δθ_i],
不是文章中的那个表达式,Fr/w=Σ[ Py_i*Δθ_i]
总而言之,就是要求个微分,dPy=P0*(-2)*cosθ*sinθ*dθ,具体的几何意义,也说不明白。
然后积分就是了。
有哪位理解透彻的,点拨一下。

skyloss 发表于 2022-3-15 17:00:41

这个手算的例子来自于机械设计手册。
原件来源于design of weldments.
算箱体,国内资料可得的很少,也没什么深度,剩下的都是抄或者所谓的有限元了

Twenty-One 发表于 2022-3-15 15:45:24

谢谢分享

w91678 发表于 2022-3-17 19:14:11

谢谢分享
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