Машиностроение \ Детали машин

Розрахунок та конструювання валів. Вибір підшипників кочення за динамічною вантажопідйомністю, страница 2

М(0,112) = 1113,3 · 0,112 = 124,7 Нм.

Ліворуч: ;

                 М(0,058) = 2149,9 · 0,058 = 124,7 Нм.

Горизонтальна площина ХOZ: реакції опор.

Перевірка: ; ;

будуємо епюри моментів згину відносно осі Y.

Праворуч: ;

М(0,112) = 405,2 · 0,112 = 45,4 Нм.

Ліворуч: ;

М(0,058) = 782,5 · 0,058 = 45,4 Нм.

Будуємо епюру крутних моментів:

 Нм.

Найбільш навантаженими є переріз, що проходить середину колеса, де вал ослаблений шпонковим пазом.

Визначаємо сумарний момент згину, Нм:

 Нм;

Визначаємо приведений момент згину, Нм:

 Нм,

де .

Визначаємо сумарні реакції, Н;

 Н;

 Н.

Визначаємо розрахунковий діаметр вала в небезпечному перерізі. Так як небезпечний переріз ослаблений шпонковим пазом, допустиме напруження  приймаємо на 35% меншим. Приймаємо  = 49 МПа.

Тоді: мм,

Оскільки розрахунковий діаметр менший від діаметра, одержаного в орієнтовному розрахунку, остаточно приймаємо =50 мм.

Визначаємо еквівалентне напруження, МПа;

 МПа,

де  МПа,

 МПа.

2.6. Перевірний розрахунок вала на статичну міцність

Допустиме еквівалентне напруження:

 МПа,

де  = 1,5 при .

Згідно з умовою статичної міцності при коефіцієнті перевантаження Кп= 1,8

< МПа.

Статична міцність вала забезпечена.

                                            2.7. Конструювання вала

З'єднання маточини колеса з валом діаметром d= 50ммздійснюєтьсяза посадкою .      

В залежності від діаметра d3=50мм установлюємо розміри шпоночного паза для призматичної шпонки розміром bhl(14945).

Установлюємо величини радіусів галтелей: r= 1,5мм при переході від діаметра d= 40 мм до діаметра d= 45 мм і r= 2,5мм - при переході від діаметра d2=40мм до діаметра d3= 50 мм

Шорсткість поверхонь діаметром d2 = 40мм для посадки підшипників приймаємо рівною R=0,63мкм, а для посадки зубчатого колеса на поверхні діаметром d= 50 мм  - Ra= 2,5мкм.

Розміри фасок на віх ступенях вала приймаємо 1,5мм.

                    2.8. Перевірний розрахунок вала на втомну міцність

Концентрація  напружень  в  цьому  перерізі  зумовлена  шпонковим пазом та гантеллю.

Визначаємо ефективні коефіцієнти концентрації напружень при згині і крученні вала:

;

, де  та  ефективні коефіцієнти концентрації напружень для зразка ослабленого шпоночним пазом;   коефіцієнти стану поверхні;  коефіцієнти впливу абсолютних розмірів деталі, для легованої сталі вони рівні.

Визначаємо напруження при згині:

МПа,

де = 10800мм осьовий момент опору для вала d= 50 мм  з шпонковим пазом bh(149).

Амплітуда напружень при згині:

 МПа.

Середнє значення напруження при згині .

Визначаємо напруження при крученні:

 МПа,

де = 23050мм полярний момент опору для вала d= 50 мм  з шпонковим пазом bh(149).

Амплітуда і середнє значення напружень при крученні:

 МПа.

Визначаємо границі витривалості на згин і кручення при змінному режимі навантаження.

За формулою для триступінчатої циклограми визначаємо еквівалентне число циклів навантажень:

.

Визначаємо коефіцієнт довговічності:

, де No=.

Визначаємо границі витривалості при згині і крученні з урахуванням зміни режиму навантаження:

 МПа;

 МПа.

Визначаємо коефіцієнт запасу міцності за нормальними напруженнями:

, де .

, де .

Визначаємо загальний коефіцієнт запасу міцності:

.

Опір втомі забезпечується.

2.9. Перевірний розрахунок шпонкових і шліцевих з'єднань

Крутний момент Т = 341Нм передається зубчатим колесом через призматичну шпонку  bhl(14945).

<, де .

Міцність шпонкового з'єднання забезпечена.

   2.10.Підбір та розрахунок довговічності (ресурсу) підшипників кочення   за    

динамічною вантажопідйомністю

Визначаємо радіальні навантаження на перший (опора А) та другий підшипники (опора В):

;

.

Визначаємо еквівалентне динамічне навантаження:

, де V = 1 – коефіцієнт обертання (при обертанні внутрішнього кільця підшипника),  - коефіцієнт безпеки при короткочасних перевантаженнях 180%,  - температурний коефіцієнт.

Розрахункове еквівалентне динамічне навантаження знаходимо за наступною формулою:

.

Визначаємо розрахунковий ресурс підшипників:

млн. обертів;

год., де  і  - коефіцієнти, С = 31900Н  динамічна вантажопідйомність,

 - частота обертання вала.                                                                    Оскільки > 17000год., довговічність підшипника забезпечена.

Література:

1. Розрахунок та конструювання валів. Вибір підшипників кочення за динамічною вантажопідйомністю: Методичні вказівки до виконання розрахунково-графічних робіт з дисципліни «Деталі машин»/ Уклад. В. А. Стадник. – К.: Політехніка , 2004. – 108 с.

2. Баласанян Р. А. Атлас деталей машин: навч. посіб. для техн. вузів. – Х.: Основа, 1996. – 256 с.

3. Киркач Н. Ф., Баласанян Р. А. Расчет и проектирование деталей машин: уч. пос. для техн. вузов. – Х.: Основа, 1991. – 276 с.

Скачать файл