Расчёт подшипников на тихоходном валу.
Силы в зацеплении:
Fa = 2597 H
Ft = 10551 Н
Fr = 3840 H
Режим нагружения – 3 – средний нормальный KE = 0,56.
Реакции от сил в зацеплении:
- плоскость YOZ:
- плоскость XOZ:
- суммарные реакции:
;
.
2) Реакции от консольной силы:
3) Реакции опор для расчёта подшипников:
Назначим подшипник радиально-упорный легкой серии с коническими роликами 2007113
Т.к. частота вращения вала <10 об./мин. Проводим расчёт на статическую грузоподъёмность.
4) Для выбранных подшипников:
С0r = 118,9 кН, e = 0,38.
5) Условие нормальной работы подшипников:
Далее расчёт проводим для левого подшипника, т.к. о более нагружен.
5) Определение эквивалентной нагрузки:
где KT = 1 (t<1000C),
KБ = 1,4 (для редукторов),
V = 1 (вращается внутреннее кольцо).
Статическая грузоподъёмность (17564 Н.) меньше допустимой (118900 Н.), следовательно, выбранный подшипник подходит.
Расчёт валов на статическую прочность и сопротивление усталости.
Проверку статической прочности выполняют в целях предупреждения пластических деформаций в период действия кратковременных перегрузок. Уточненные расчеты на сопротивление усталости отражают влияние разновидности цикла напряжений, статических и усталостных характеристик материалов, размеров, формы и состояния поверхности.
Расчёт быстроходного вала.
Сечение
1 Сечение 2
Вал изготовлен из стали 40Х:
Силовые факторы:
Сечение 1:
Mx =0, My =18,3 Н*м, Мк = 7,4 Н*м, Fa =1299 Н.
Суммарный
изгибающий момент
Сечение 2:
Mx =9,5, My =36,3 Н*м, Мк = 7,4 Н*м, Fa =1299 Н.
Суммарный
изгибающий момент
Геометрические характеристики опасных сечений вала:
Сечение 1:
Сечение 2:
Расчет вала на статическую прочность.
Вычислим значения общего коэффициента запаса прочности в каждом их опасных сечений вала.
Сечение 1:
Напряжение изгиба с растяжением (сжатием)
и
напряжение кручения :
где Кп – максимальный кратковременно действующий момент (момент перегрузки), Кп=2.2 для двигателя АИР 80А4.
2. Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.
Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести
Сечение 2:
Напряжение изгиба с растяжением (сжатием) и напряжение кручения :
2. Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.
Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести
Расчёт вала на сопротивление усталости:
Вычислим значения общего коэффициента прочности в каждом из опасных сечений
Сечение 1:
Определим амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла
Внутреннее кольцо подшипника качения установлено на валу с натягом. Поэтому посадка с натягом является концентратором напряжений. По табл. 10.7[2], 10.8[2], 10.9[2], 10.13[2] определяем:
и
–
коэффициенты влияния качества поверхности,
и ;
- коэффициент влияния поверхностного упрочнения, ;
Предел выносливости вала в рассматриваемом сечении
;3. Коэффициент влияния асимметрии цикла
Коэффициент запаса по нормальным напряжениям
Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении
Расчёт сечения 2 на сопротивление усталости не проводим, т.к. оно не является опасным..