3. Задание на курсовую работу
С использованием средств визуального программирования написать программы для решения трёх задач (расчёт подшипника на долговечность, расчёт зубчатого зацепления, расчёт резьбового соединения) в соответствии с вариантом. Программы должны позволять вводить исходные данные, выводить необходимые расчетные параметры, а также формировать изображение соответствующих элементов.
3.1. Задача №1. Расчёт подшипников на долговечность
Расчёт подшипников на долговечность производится исходя из их динамической грузоподъёмности.
Динамической грузоподъёмностью радиальных и радиально-упорных подшипников называется постоянная радиальная нагрузка, которую группа идентичных подшипников с неподвижным наружным кольцом сможет выдержать в течение расчетного срока службы, исчисляемого в часах.
Долговечность подшипника определяется как срок службы до появления признаков контактной усталости металла на любом из колец или тел качения.
Под расчётным сроком службы понимают срок службы партии подшипников, в которых не менее 90% одинаковых подшипников, при одной и той же нагрузке и частоте вращения должны обработать без появления на рабочих поверхностях раковин и отслаивания.
Зависимость между номинальной долговечностью (расчётным сроком службы), динамической грузоподъёмностью и действующей на подшипник нагрузкой определяется формулой
-
(3.1)
где: L- номинальная долговечность, млн.оборотов;
C- динамическая грузоподъёмность;
P – эквивалентная динамическая нагрузка;
p – показатель степени в формуле долговечности (для шариковых подшипников p=3, для роликовых p= 10/3 или 3,33).
Эквивалентной динамической нагрузкой для радиальных шариковых и радиально – упорных подшипников называется постоянная радиальная нагрузка, которая при приложении её к подшипнику с вращающимся внутренним кольцом и неподвижным наружным обеспечивает такой же расчётный срок службы, как при действительных условиях нагружения и вращения. Для этих типов подшипников эквивалентная динамическая нагрузка определяется по формуле:
-
(3.2)
где: Fr – постоянная по величине и направлению радиальная нагрузка, Н;
Fa- постоянная по величине и направлению осевая нагрузка, Н;
X - коэффициент радиальной нагрузки;
Y - коэффициент осевой нагрузки;
V – коэффициент вращения (V=1);
Кб – коэффициент безопасности;
КT – температурный коэффициент.
Эквивалентная динамическая нагрузка для подшипников, не обладающих осевой или
радиальной нагрузкой может быть определена по формулам (3.3) и (3.4):
-
(3.3)
(3.4)
Таблица 3.1
Исходные данные для расчёта подшипников на долговечность
№ варианта |
Тип, серия подшипника |
Частота вращения вала, об/мин, n |
Коэффициент безопасности, Кб |
Температура подшипникового узла, град. |
Температурный коэффициент, КТ |
Режим работы |
Коэффициент эквивалентности, |
Радиальная нагрузка на левый подшипник, кН, Fr |
Радиальная нагрузка на правый подшипник, кН, Fr |
Осевая нагрузка, кН, Fa |
Динамическая грузоподъемность, кН, C |
Статическая грузоподъемность, кН, C0 |
Параметр осевого нагружения, е |
Коэффициент радиальной нагрузки, X |
Коэффициент осевой нагрузки, Y |
1 |
Радиальный однорядный шариковый средней серии № 308 |
1046,8 |
1,3 |
100 |
1 |
Средний равновероятный |
0,25 |
2,13 |
5,21 |
0 |
41 |
24 |
0,19 |
1 |
0 |
2 |
Радиально-упорный шариковый однорядный легкой серии № 36204 |
1444,5 |
1,3 |
100 |
1 |
Средний равновероятный |
0,25 |
0,49 |
1,59 |
3,142 |
15,7 |
8,31 |
0,21 |
0,46 |
1,421 |
3 |
Радиальный роликовый однорядный лёгкой серии № 2204 |
292,5 |
1,3 |
100 |
1 |
Легкий |
0,125 |
3,85 |
3,71 |
0 |
52,7 |
31,5 |
0,19 |
1 |
0 |
4 |
Радиальный роликовый однорядный средней серии № 2308 |
208,9 |
1,3 |
100 |
1 |
Постоянный |
1 |
4,13 |
7,76 |
0 |
56,1 |
32,5 |
0,25 |
1 |
0 |
5 |
Радиальный шариковый однорядный легкой серии № 211 |
336,9 |
1,3 |
100 |
1 |
Средний равновероятный |
0,25 |
6,4 |
1,04 |
0 |
43,6 |
29 |
0,19 |
1 |
0 |
6 |
Радиально-упорный шариковый однорядный легкой серии № 36210 |
1234,5 |
1,3 |
100 |
1 |
Средний нормальный |
0,25 |
0,49 |
1,59 |
2,1 |
43,2 |
27,0 |
0,21 |
0,46 |
1,58 |
7 |
Радиальный роликовый однорядный лёгкой серии № 2208 |
64,2 |
1,3 |
100 |
1 |
Лёгкий |
0,125 |
9,82 |
1,14 |
0 |
41,8 |
24,0 |
0,19 |
1 |
0 |
8 |
Радиально-упорный роликовый однорядный лёгкой серии № 7208 |
285,1 |
1,3 |
100 |
1 |
Средний равновероятностный |
0,25 |
4,19 |
0,18 |
1,28 |
58,3 |
40 |
0,21 |
1 |
1,6 |
Таблица 3.1. Продолжение
№ варианта |
Тип, серия подшипника |
Частота вращения вала, об/мин, n |
Коэффициент безопасности, Кб |
Температура подшипникового узла, град. |
Температурный коэффициент, КТ |
Режим работы |
Коэффициент эквивалентности, |
Радиальная нагрузка на левый подшипник, кН, Fr |
Радиальная нагрузка на правый подшипник, кН, Fr |
Осевая нагрузка, кН, Fa |
Динамическая грузоподъемность, кН, C |
Статическая грузоподъемность, кН, C0 |
Параметр осевого нагружения, е |
Коэффициент радиальной нагрузки, X |
Коэффициент осевой нагрузки, Y |
9 |
Радиальный шариковый однорядный средней серии № 308 |
486,5 |
1,3 |
100 |
1 |
Легкий |
0,125 |
2,19 |
4,56 |
0,95 |
41 |
24 |
0,24 |
1 |
0 |
10 |
Радиальный шариковый однорядный легкой серии № 211 |
195,7 |
1,3 |
100 |
1 |
Легкий |
0,125 |
6,07 |
0,75 |
0,95 |
43,6 |
29 |
0,23 |
1 |
0 |
11 |
Радиально-упорный шариковый однорядный средней серии № 46304 |
363,8 |
1,3 |
100 |
1 |
Легкий |
0,125 |
3,02 |
3,02 |
2,3 |
15 |
2 |
0,19 |
0,41 |
1,51 |
12 |
Радиальный роликовый однорядный лёгкой серии № 2206 |
292,5 |
1,3 |
100 |
1 |
Средний нормальный |
0,18 |
0,46 |
1,37 |
0 |
22,4 |
12,0 |
0,2 |
1 |
0 |
13 |
Радиально-упорный роликовый однорядный лёгкой серии № 7204 |
47 |
1,3 |
100 |
1 |
Постоянный |
1 |
13,77 |
1,27 |
1,97 |
26 |
16,6 |
0,24 |
1 |
1,7 |
14 |
Радиальный шариковый однорядный средней серии № 307 |
259,8 |
1,3 |
100 |
1 |
Легкий |
0,125 |
3,03 |
2,1 |
0,39 |
33,2 |
19 |
0,2 |
1 |
0 |
15 |
Радиально-упорный шариковый однорядный легкой серии № 36208 |
945,3 |
1,3 |
100 |
1 |
Средний равновероятный |
0,25 |
0,49 |
1,59 |
2,142 |
38,9 |
23,2 |
0,21 |
0,46 |
1,5 |
16 |
Радиальный шариковый однорядный средней серии № 307 |
1039,3 |
1,3 |
100 |
1 |
Легкий |
0,125 |
1,19 |
1,57 |
0 |
33,2 |
19 |
0,19 |
1 |
0 |
Таблица 3.1. Продолжение
№ варианта |
Тип, серия подшипника |
Частота вращения вала, об/мин, n |
Коэффициент безопасности, Кб |
Температура подшипникового узла, град. |
Температурный коэффициент, КТ |
Режим работы |
Коэффициент эквивалентности, |
Радиальная нагрузка на левый подшипник, кН, Fr |
Радиальная нагрузка на правый подшипник, кН, Fr |
Осевая нагрузка, кН, Fa |
Динамическая грузоподъемность, кН, C |
Статическая грузоподъемность, кН, C0 |
Параметр осевого нагружения, е |
Коэффициент радиальной нагрузки, X |
Коэффициент осевой нагрузки, Y |
17 |
Радиальный шариковый однорядный легкой серии № 213 |
74,2 |
1,3 |
100 |
1 |
Легкий |
0,125 |
7,28 |
1,39 |
0 |
56 |
34 |
0,19 |
1 |
0 |
18 |
Радиальный роликовый однорядный лёгкой серии № 2209 |
506,2 |
1,3 |
100 |
1 |
Средний нормальный |
0,18 |
2,95 |
0,57 |
0 |
44,0 |
25,5 |
0,19 |
1 |
0 |
19 |
Радиально-упорный роликовый однорядный лёгкой серии № 7207 |
1164 |
1,3 |
100 |
1 |
Средний равновероятностный |
0,25 |
1,17 |
2,74 |
1,48 |
48,4 |
32,5 |
0,21 |
1 |
1,6 |
20 |
Радиальный роликовый однорядный средней серии № 2305 |
731,3 |
1,3 |
100 |
1 |
Тяжёлый |
0,5 |
0,87 |
2,72 |
0 |
28,6 |
15,0 |
0,19 |
1 |
0 |
21 |
Радиально-упорный шариковый однорядный легкой серии № 36212 |
60,3 |
1,3 |
100 |
1 |
Средний нормальный |
0,18 |
12,58 |
4 |
1,91 |
61,5 |
39,3 |
0,24 |
0,46 |
1,64 |
22 |
Радиальный роликовый однорядный средней серии № 2307 |
208 |
1,3 |
100 |
1 |
Тяжёлый |
0,5 |
6,27 |
0,95 |
0 |
44,6 |
27,0 |
0,19 |
1 |
0 |
23 |
Радиально-упорный шариковый однорядный средней серии № 46306 |
1455 |
1,3 |
100 |
1 |
Легкий |
0,125 |
0,67 |
1,58 |
2,0 |
32,6 |
18,3 |
0,19 |
0,41 |
1,54 |
24 |
Радиально-упорный роликовый однорядный средней серии № 7311 |
277,1 |
1,3 |
100 |
1 |
Постоянный |
1 |
1,59 |
3,99 |
1,84 |
134 |
110 |
0,23 |
1 |
1,5 |
Таблица 3.1. Продолжение
№ варианта |
Тип, серия подшипника |
Частота вращения вала, об/мин, n |
Коэффициент безопасности, Кб |
Температура подшипникового узла, град. |
Температурный коэффициент, КТ |
Режим работы |
Коэффициент эквивалентности, |
Радиальная нагрузка на левый подшипник, кН, Fr |
Радиальная нагрузка на правый подшипник, кН, Fr |
Осевая нагрузка, кН, Fa |
Динамическая грузоподъемность, кН, C |
Статическая грузоподъемность, кН, C0 |
Параметр осевого нагружения, е |
Коэффициент радиальной нагрузки, X |
Коэффициент осевой нагрузки, Y |
25 |
Радиально-упорный шариковый однорядный средней серии № 46308 |
101,9 |
1,3 |
100 |
1 |
Легкий |
0,125 |
7,4 |
2,46 |
2,5 |
50,8 |
30,1 |
0,19 |
0,41 |
1,52 |
26 |
Радиально-упорный роликовый однорядный средней серии № 7314 |
79,5 |
1,3 |
100 |
1 |
Постоянный |
1 |
7,18 |
0,1 |
1,74 |
209 |
170 |
0,22 |
1 |
1,4 |
27 |
Радиально-упорный роликовый однорядный средней серии № 7315 |
166,2 |
1,3 |
100 |
1 |
Постоянный |
1 |
2,41 |
6,09 |
1,64 |
255 |
190 |
0,19 |
1 |
1,4 |
28 |
Радиально-упорный роликовый однорядный средней серии № 7308 |
59,1 |
1,3 |
100 |
1 |
постоянный |
1 |
10,11 |
1,19 |
1,98 |
101 |
72 |
0,19 |
1 |
1,5 |