5. Проверка статистической прочности вала

Проверка осуществляется в целях предупреждения пластических деформаций в моменты кратковременных перегрузок, например, пусковых. Эквивалентные напряжения вычисляются по формуле:

– условие прчности,

где []_max  0,8  _Т = 0,8  360 = 288 МПа.

_Т = 360 МПа – предел текучести материала.

При перегрузках напряжения в опасных сечениях увеличивается в К_О = 2,126 раз.

Условие прочности по эквивалентным напряженим проверяется для наиболее напряженного опасного сечения, где могут возникать большие амплитудные значения напряжений. В рассматриваемом случае это сечение II–II.

2,126  42,8  91 МПа;

2,126  (13,5 + 13,5) = 57,4 МПа.

Тогда

135 МПа < 288 МПа.

Условие статистической прочности вала выполняется.

1. Запасы сопротивления усталости промежуточного вала

Находим значения коэффициентов концентрации напряжений и сравниваем их для двух вариантов: шпоночного паза и посадки снатягом. При этом

k_d = 0,85 – для  28 мм (рисунок 9 а [3]); _П = 0,91 – шлифование (рисунок 9 б [3]).

Шпоночный паз	Посадка с натягом
рисунок П.2 [3] для в = 650 МПа k = 1,85; k = 1,6.	k / kd = 3 k / kd = 1,8 – для в = 650 МПа и  28 мм k = 3  kd = 3  0,85 = 2,55; k = 1,8  kd = 1,8  0,85 = 1,53.

Вывод. При малом различии в значениях коэффициента k_, коэффициент концентрации напряжений k_ больше для посадки с натягом, поэтому расчет будем производить для данного варианта.

k_ = 2,55 k_ = 1,53,

k_F = 0,2  2,448 + (1 – 0,2  2,55)  0,91  0,9559.

• k_v = 1 – без упрочнения;

• _ = 0,15; _ = 0,1 – для легированной стали (таблица 3 [3]).

3,138; 1,883;

2. Запасы сопротивления усталости быстроходного вала

Находим значения коэффициентов концентрации напряжений посадки снатягом. При этом

k_d = 0,85 – для  25 мм (рисунок 9 а [3]); _П = 0,89 – шлифование (рисунок 9 б [3]).

Посадка с натягом

k / kd = 3 k / kd = 1,8 – для в = 650 МПа и  25 мм k = 3  kd = 3  0,85 = 2,55; k = 1,8  kd = 1,8  0,85 = 1,53.

Вывод. При малом различии в значениях коэффициента k_, коэффициент концентрации напряжений k_ больше для посадки с натягом, поэтому расчет будем производить для данного варианта.

k_ = 2,55 k_ = 1,53,

k_F = 0,2  2,448 + (1 – 0,2  2,55)  0,91  0,9559.

• k_v = 1 – без упрочнения;

• _ = 0,15; _ = 0,1 – для легированной стали (таблица 3 [3]).

3,138; 1,883;

5. Выбор подшипников

1. Выбор и подбор подшипников быстроходного вала.

Выбор подшипника производим по среднему диаметру вала из серии роликовые конические однорядные подшипники повышенной грузоподъемности ГОСТ 27365–87. Для диаметра вала d_б = 20 мм, и учитывая конструктивные особенности узла, принимаем подшипник 2007105А, серия диаметров 1, серия ширин 2. с размерами: D = 47 мм; d = 25 мм; B = 15 мм; r_1Smin = 0,6 мм; r_2Smin = 0,6 мм.

2. Выбор и подбор подшипников промежуточного вала.

Выбор подшипника производим по среднему диаметру вала из серии роликовые конические однорядные подшипники повышенной грузоподъемности ГОСТ 27365–87. Для диаметра d_П = 28 мм принимаем подшипник 20071/28А, серия диаметров 1, серия ширин 2. с размерами: D = 52 мм; d = 28 мм; B = 16 мм; r_1Smin = 1,0 мм; r_2Smin = 1,0 мм.

3. Выбор и подбор подшипников тихоходного вала.

Выбор подшипника производим по среднему диаметру вала из серии роликовые конические однорядные подшипники повышенной грузоподъемности ГОСТ 27365–87. Для диаметра d_T = 36 мм принимаем подшипник 2007108А, серия диаметров 1, серия ширин 2. с размерами: D = 68 мм; d = 40 мм; B = 19 мм; r_1Smin = 1,0 мм; r_2Smin = 1,0 мм.