4.3.5.4 Проверочный расчет тихоходного вала.

Расчеты проводим по формулам п. 4.3.5.3.

Для сечения 2: М= М₂ =335 Н*м (п. 4.3.5.2)

W_НЕТТО2 = 0,1*d³ = 0,1*50³=12500 мм³

Нормальные напряжения в сечении 2 вала определяем, Н/мм²:

Для сечения 3: М = М₃ = 226 Н*м (п. 4.3.5.2);

для d₃=60мм шпоночный паз с параметрами: b=18мм, t₁=7мм.

Нормальные напряжения в сечении 3 вала определяем, Н/мм²:

;

Касательные напряжения в сечении 2 определяем, Н/мм²:

Для сечения 3:

Касательные напряжения в сечении 3 определяем, Н/мм²:

В сечении 2 вала нормальные и касательные напряжения имеют наибольшее значение по сравнению с другими сечениями вала. Дальнейший расчет ведем только для сечения 2 вала, которое называем расчетным сечением вала.

Коэффициент концентрации нормальных напряжений

К_σ = 2,2 – т.к. ; [2, стр. 271, табл.11.2]

К_d = 0,78 - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения [2, стр. 272, табл.11.3]

К_F = 1,5 - коэффициент влияния шероховатости. [2, стр. 272, табл.11.4]

К_У = 1,6 - коэффициент влияния поверхностного упрочнения. [2, стр. 272, табл.11.5]

Коэффициент концентрации нормальных напряжений в расчетном сечении вала определяем:

Коэффициент концентрации касательных напряжений: К_τ = 1,75 [2, стр. 271, табл.11.2]

Коэффициент концентрации касательных напряжений в расчетном сечении вала определяем:

Пределы выносливости по нормальным напряжениям в расчетном сечении определяем, Н/мм²:

Пределы выносливости по касательным напряжениям в расчетном сечении определяем, Н/мм²:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям определяем:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям определяем:

Общий коэффициент запаса прочности в расчетном сечении определяем:

Условие прочности выполняется.

2.11 Проверочный расчет подшипников.

2.11.1 Проверочный расчет подшипников на быстроходном валу.

Проверке подлежит радиально-упорный шариковый подшипник средней серии № 46307, ГОСТ 831-75 [4, стр. 108, табл. 8.10.4] с параметрами:

d = 35мм; D = 80мм; В = 21мм; C_r = 33,4 кН; С_0r = 25,2 кН

; (п.4.3.5.1); F_a = F_a1 = 369 Н (п. 4.2)

Выбираем схему установки подшипников враспор.

R_s1

Рисунок 9. Схема нагружения подшипников на быстроходном валу (враспор).

Осевая составляющая радиальной нагрузки подшипников, Н:

(91)

Осевая нагрузка, Н:

R_a1 = R_s1 = 3508 H

R_a2 = R_a1 + F_a = 3508+369=3877 Н

Эквивалентную динамическую нагрузку определяем по одной из формул, Н:

при › е (92)

или

при (93)

где R_r – суммарная реакция подшипника, Н

R_a – осевая нагрузка подшипника, Н

Х=0,41 - коэффициент радиальной нагрузки для радиально-упорных шарикоподшипников[2, стр. 368];

Y =0,87 - коэффициент осевой нагрузки для радиально-упорных шарикоподшипников[2, стр. 368];

е = 0,68 коэффициент влияния осевого нагружения [2, стр. 368].

Определяем отношения:

(94)

По результатам сопоставлений и выбираем формулы для определения динамической эквивалентной нагрузки каждого подшипника.

Расчетную динамическую грузоподъемность и долговечность определяем для большего значения эквивалентной динамической нагрузки.

Расчетная динамическая грузоподъемность, Н:

(95)

где R_e = R_e1 = 6706 H

ω = ω₁ = 91,1 c^-1 (п. 2.2)

L_h = 36000 часов (п. 4.1.1)

Следовательно,

По условию подшипник № 46307 не пригоден по грузоподъемности.

Окончательно выбираем подшипник №7607 ГОСТ 27365-87:

d = 35 мм; D = 80 мм; В = 33 мм; C_r = 90,0 кН; С_0r = 67,5 кН

Проверка на долговечность, час:

(96)

Условие пригодности выполняется.