III Расчет валов
3.1 Ориентировочный расчет валов.
Окончательные значения диаметров валов:
d1=28 мм
d2=35 мм
d3=45 мм
3.2 Быстроходный вал
d1=40 мм
d2=45 мм
d3=55 мм
Числа приведены с округлением под посадку манжет и подшипников
3.2.1 Расчет на статическую прочность.
Расчет
проводим в следующей последовательности:
по чертежу вала составляем расчетную
схему, на которые наносят все внешние
силы, нагружающие вал, приводя плоскости
их действия к двум взаимноперпендикулярным
плоскостям. Затем определяем реакции
опор в горизонтальной и вертикальной
плоскостях. В этих же плоскостях строем
эпюры изгибающих моментов
и
,
эпюру крутящего момента
.
Исходные данные:
Ft=1.77
Fr=0.64
а=0.03 мм
b=0.03 мм
Горизонтальная плоскость
∑МАХ=RВХ(a+b) - Ft a=0
∑МBХ= Ft b- RAХ(a+b)=0
RAХ= Ft b/(a+b)= 1.77*0.03/0.06=1.33
RВХ= Ft a/(a+b)=1.77*0.03/0.06=0.44
Проверка:
RAХ- Ft+ RВХ=1.33-1.77+0.44=0
Вертикальная плоскость
∑МАY=RВY(a+b) – Fr a=0
∑МBY= Fr b- RAY(a+b)=0
RAY= Frb/(a+b)=0.64*0.33/0.66=0.48
RВY= Fr a/0.12=0.64*0.33/0.12=0.16
Проверка:
RAY- Fr+ RВY=0.48-0.64+0.16=0
Плоскость Х
1 участок (0≤z≥a) a=0.03 м
МХ= - RAXz
МХ(0)=0
МХ(z)=-1.33*0.03=- 0.039 Нм
2 участок (0≤z≥b) b=0.03 м
МX= - RBXz
МX(0)=0
МX(z)=-0.44*0.03=- 0.039Нм
Плоскость Y
1 участок (0≤z≥a) a=0.03м
МY= - RAYz
МY(0)=0
МY(z)=-0.48*0.03=- 0.0144 Нм
2 участок (0≤z≥b) b=0.03 м
МY= - RBYz
МY(0)=0
МY(z)=-0.16*0.03=- 0.144 Нм
Рис 1. Схема вала
…!!! САМА
Эпюры изгибающих моментов Тизгх, Тизгу и крутящего момента
Определим нормальные и касательные напряжения в рассматриваемом сечении вала при действии максимальных нагрузок.
G=103Mmax/W+Fmax/A
Максимальный момент нагрузки
Mmax=√М2x+M2y
Mmax=√14.57752+5.882=15.7 Hм
Определяем момент при изгибе и площадь
W=π D3/32
W=3.14*503/32=12266 мм3
W=π D2/4
W=3,14*502/4=1963 мм2
G=15.7*103/12266*10-6+923/1963*10-4= 12.85 MПа
G≤[G] 12.85≤60 Наш вал выдержит нагрузки
IV Расчет долговечности подшипников
Выбираем шарикоподшипники радиальные однорядный ( по ГОСТ 8338-75) средней серии
Ресурс:
З/з =30000ч
П/ш=10000ч
Номинальная долговечность, ч
Lh = (106/60n) (C/Р)p [1, стр 359]
p – показатель степени; р=3 [1, стр 359]
C – динамическая грузоподъемность
С=11,2 кН [1, стр 530, П14]
n=10 об/мин
Р – постоянная эквивалентная нагрузка
Р=XVFrKбKT при Fa/VFr >e
Fr ≈RB=√R2BX+R2BY
V= 1 – коэффициент вращения кольца [1, стр 359]
X – 1 – коэффициент радиальной нагрузки [1, стр 360 табл.12,26]
KT=1.1 – температурный коэффициент [1, стр 359]
Kб=1,4 – коэффициент безопасности [1, стр 362 табл.12,27]
Fr ≈RB=√416,52+1682=449
Р=1*1*449*1,4*1,1=691,46
Lh=(106/60*90) (11,2/691,46)3=38,6065 ч