8 Перевірний розрахунок вала черв’ячного колеса на міцність при дії разових перевантажень [5]
Початкові дані:
ТT =721,1 Нм
,
,
.
-коефіцієнт короткочасного перевантаження
8.1 Розрахунок реакцій опор та згинаючих моментів(див. Рис.8.1)
Вертикальна площина
4140-2083-8065+6010=0
Згинаючі моменти, Hм
Горизонтальна площина
Згинаючий момент, Нм
Сумарний момент, Нм
Сумарні реакції
Рисунок 8.1-Навантаження та епюри згинаючих та крутного моментів
Напруження в розрахункових перерізах
Де
-
напруження згину та кручення, МПа;
-
осьовий момент опору,
-
полярний момент опору,
-
коефіцієнти, враховуючи послаблення
вала шпонковим пазом –
(табл.. 1.4 [5])
-
діаметр вала в розрахункових перерізах,
Розрахункові
напруження,
Призначаємо для валу – Сталь 45(діаметр заготовки 80мм) НВ=270 (табл. 1.5[5])
Коефіцієнт запасу міцності по межі текучості при короткочасному перевантаженні
-
масштабний фактор (табл..
1.6 [5])
Переріз 1
Сумарний коефіцієнт запасу
;
;
необхідна
міцність валу забезпечена
Перевірний розрахунок валу на опір втомі.
Так
як
і
при
і
(табл..
1,7 [5])
Необхідність в перевірці міцності валу на втому в перерізі 1 і 2 відпадає.
Переріз 3 перевіряємо на опір втомі.
У перерізі маємо 3 концентратора напружень:
- шпонковий паз,
- галтель,
-
пресова посадка зірочки на вал
Ефективний коефіцієнт концентрації напружень (табл. 1.8) для шпонкового пазу (паз фрезеровано пальчиковою фрезою)
Д
ля
галтельного переходу
Пресова посадка(з’єднання не передає осьове навантаження)
Розрахунок ведемо по найбільшому концентратору напружень – пресова посадка.
Коефіцієнти запасу міцності
де
-
коефіцієнт довговічності
-
амплітуда
напружень
-
середні напруження
Сумарний коефіцієнт запасу
Втомна міцність валу забезпечена.
9 Розрахунок ресурсу підшипників
Вал черв ячного колеса встановлено (див. рис.9.1) [6]
Рисунок 9.1-Розрахункова схема
Підшипник
№7312
9.1 Розрахунок реакцій опор тихохідного вала
(найгірший випадок навантаження)
В
ертикальна
площина
Рисунок 9.2-Схема діючих сил і реакцій опор
Горизонтальна площина
2.
Якщо сили
і
діють
в одному напрямі, то
Цей варіант навантаження підшипників найгірший. Тому розрахунок довговічності підшипників ведемо за:
;
Приймаємо
,
тоді
умова
не виконана
Приймаємо
,
тоді
умова
виконана
Еквівалентне навантаження, Н
Значення коефіцієнтів
Коефіцієнт безпеки при
Температура
підшипникового вузла до
Коефіцієнт еквівалентності
(див.
графік навантажень)
Довговічність підшипників, год.
В зв’язку з тим, що довговічність підшипника дуже висока, приймаємо підшипник легкої серії №7212 dxDxT=60X110X23,75 Сr=78кH e=0.35
Y=1.71
Підшипник підходить.
Розрахунок підшипників валу черв’яка [6]
Рисунок 9.3 - Схема діючих сил на вал-червяк і реакцій опор
Початкові дані :
;
;
;
;
;
(див.
розрахунок сил в зачепленні і силу тиску
пасів на вал, а також ескізну компоновку
редуктора)
Розрахуємо реакції опору вертикальної та горизонтальної площинах.
Вертикальна площина
Горизонтальна площина
;
В опорі 1 встановлені 2 підшипники №27308А dхDхT=40x90x25,5; Сr=56кH
е
=0.79;
У=0.75;
Рисунок 9.4- Схема установки підшипників
Для комплекта з двох підшипників
Знаходимо
коефіцієнти
і
як
для двохрядного підшипника (с.105
[8])
Розрахункова довговічність
Підшипники підходять.
В опорі В встановлюємо шариковий підшипник №308
dхDх8=40х90х23; С=41000Н
Підшипник підходить.