Физика \ Теплофизика

Расчет узла тихоходного вала. Проектный расчет вала. Выбор подшипников. Расчет шпонок на валу. Статистическая прочность, страница 8

Точки

Прогиб, мкм

Поворот сечения, *10-4 рад

X

Y

суммарный

XOY

XOZ

суммарный

X

1

7.39

21.36

22.60

-0.80

-2.30

2.43

0.00

2

5.72

16.53

17.49

-0.80

-2.30

2.43

0.00

3

5.32

15.38

16.27

-0.80

-2.30

2.43

-0.53

4

0.60

1.72

1.82

-0.80

-2.30

2.43

-4.32

5

-0.00

-0.00

0.00

-0.80

-2.30

2.43

-4.79

6

-1.17

-3.40

3.59

-0.75

-2.19

2.32

-5.26

7

-2.70

-7.90

8.35

-0.62

-1.85

1.95

-5.69

8

-3.81

-11.33

11.95

-0.37

-1.22

1.28

-6.12

9

-1.01

-3.10

3.26

0.65

1.99

2.09

-6.12

10

-0.51

-1.57

1.65

0.67

2.07

2.18

-6.12

11

-0.00

-0.00

0.00

0.68

2.10

2.21

-6.12

Для обеспечения статической и усталостной прочности необходимо, чтобы значения коэффициентов запаса были больше, чем 1,5. По результатам расчетов получается, что минимальный коэффициент запаса статической прочности равен 13.2, минимальный коэффициент запаса усталостной прочности равен 10.3. Следовательно, можно сделать вывод, что статическая и усталостная прочность обеспечена.

Для обеспечения необходимой жесткости вала по прогибу требуется, чтобы суммарный прогиб в месте установки колеса не превышал величины, равной  данного колеса.

Модуль шестерни быстроходной ступени равен 1,5 мм, следовательно,

0,01*1,5=15*10-3мм или 15 мкм. Результаты расчета вала на прочность показывают, что прогиб в месте установки шестерни быстроходной ступени (точка 8) равен 11.95 мкм, что меньше, чем 15 мкм, следовательно, в этой точке жесткость быстроходного вала по прогибу обеспечена.

Чтобы вал при повороте сечений обеспечивал необходимую жесткость необходимо, чтобы поворот сечений в месте установки подшипников (точки 5 и 11) не превышал 0,250 или 43,6*10-4 рад. Наибольший угол поворота сечения подшипника равен 6.12*10-4 рад (точка 11), так как эта величина меньше 43,6*10-4 рад, следовательно, жесткость быстроходного вала по углу поворота сечения обеспечена.

5.3.4.      Расчет подшипникового узла

При расчете всей конструкции на нагрузки и долговечность необходимо в обязательном порядке также рассчитать и подшипники на долговечность. Это необходимо по следующим соображениям: если не заменять подшипники в случае их долговечности меньшей, чем долговечность всей конструкции, весьма вероятен выход из строя всей конструкции, что, естественно, недопустимо.

Для расчета подшипников на долговечность используется прикладная объектно-ориентированная система Calc_dm. Результаты расчета сведены в таблицу 5.12:

Таблица 5.12

Результаты расчета подшипников на долговечность

Направление крутящего момента

Номер опоры

Долговечность, часов

541,98

1 опора

279187

-541,98

2 опора

12272

Для оценки результата расчета долговечности (срока службы подшипникового узла), необходимо выбрать минимальную долговечность в часах подшипникового узла и сравнить ее со сроком службы всей конструкции. Если долговечность подшипникового узла меньше долговечности всей конструкции, необходимо будет в процессе эксплуатации конструкции менять подшипниковые узлы.

Для данного подшипникового узла минимальная долговечность составляет 12272 часов, что больше срока службы всей конструкции в целом, который составляет 8760 часа. Значит, в процессе эксплуатации конструкции не будет необходимости менять подшипниковые узлы на быстроходном валу.

Скачать файл