6. Расчет валов на статическую и усталостную прочность

α=20 ^o

Окружная F_t1= F_t2 F_t2=2T₂*10³/d₂ F_t1= F_t2=3865 Н

Радиальная F_r1= F_r2 F_r2= F_t2* tgα /cosB F_r1= F_r2=1425,08 Н

Вид открытой передачи

Клиноременная F_оп=2*F_о*z*sin(a/2)=2080,8H

Определение реакций в подшипниках. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов.

Тихоходный вал

Дано:F_t2=3839,45 H; F_r2= 1415Н;

ℓ_T=0,129м; d₂=0,235 м;

1. Вертикальная плоскость

а) Определение опорных реакций

= Н;

R_DY=(F_r2l_t/2+F_a2*d₂/2)/l_t=137,3 Н

Проверка: ∑F_y=0, R_Сy- F_r2- R_Dy=1277,7-1415-(-137,3)=0;

б) Построение эпюр изгибающих моментов относительно оси Х

M_x1=0; M_x2=0;

M_x3=R_Сy*ℓ_T/2=82,41 Н*м;M_x4=0. M_x2=-256,2

2. Горизонтальная плоскость

а) Определение опорных реакций

=(-F_M(l_M+l_t)+F_t2*l_t/2)/l_t=3479,19 Н;

R_DX=(F_M*l_M+F_t2*l_t/2)/l_t=4639,94

Проверка: ∑F_x=0; -R_CX+ R_Dx- F_t2=0;

2678,7-3479,19+4639,84-3839,45=0

б) Построение эпюр изгибающих моментов относительно оси Y

M_y1=0; M_y3=-R_Сx*ℓ_T/2= -224,4Hм; M_y4=0; M_y2=-41,4

3. Построение эпюр вращающих моментов

M_k=M_z=F_t2*d₂/2=451,14 H*м;

4. Определение суммарных радиальных реакций

R_С= R_D= H;

5. Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях

M₃= H*м;

Быстроходный вал

Дано:F_t1=3839,45H; F_r1= 1415H;

ℓ_Б=0,095м; d₁=0,064м; F_оп=2080,8 H; ℓ_оп=0,077м;

1. Вертикальная плоскость

а)Определение опорных реакций

∑M₃=0,

R_Аy=(F_r1*ℓ_Б/2-F_оп*ℓ_оп)/ℓ_Б=(1449,15*0,51-2080,8*0,0086)/0,103=-1189,89H*мм;

∑M₁=0,

R_By=(F_r1*ℓ_Б/2+F_оп(ℓ_оп+ℓ_Б))/ℓ_Б=4685,7Н

Проверка: ∑F_y=0, R_Аy-F_r1+R_By-F_оп=-1189,89-1415+4685,7-2080,8=0;

б) Построение эпюр изгибающих моментов относительно оси Х

M_x1=0;

M_x2=R_Аy*ℓ_Б/2=-56,5Hм; M_x4=0; M_x3=-F_оп*ℓ_оп =-160,22Hм;

2. Горизонтальная плоскость

а) Определение опорных реакций

∑M₃=0,

R_Аx= R_Вx= F_t1/2 =1919,73H;

Проверка: ∑F_x=0; -R_Аx-R_Вx+ F_t1=0;

б) Построение эпюр изгибающих моментов относительно оси Y

M_y1=0; M_y2=-R_Аx*ℓ_Б/2=-91,19Hм; M_y3=0;

3. Построение эпюр вращающих моментов

M_k=M_z=F_t1*d₁/2=122,86 H*м;

4. Определение суммарных радиальных реакций

R_А= H;

R_В= H;

5. Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях

M₂= Hм;

M₃= Hм;

12. Проверочный расчет подшипников.

Расчет подшипника для быстроходного вала

Подшипник 7309 (d=45 мм; D=100 мм; B=25 мм; C_r=76,1 кН; C_0r=59,3кН)

Реакции в подшипниках

R_A=1711 H; R_B=2527H;

Так как осевая сила равна нулю

Эквивалентная нагрузка

Для B R_EA=VR_BK_бK_Т=1·2527·1.3·1=3285,1

Для A R_EA=VR_AK_бK_Т=1·1711·1.3·1=2224,3

V=1 – при вращающемся внутреннем кольце подшипника

К_Т=1 – работа подшипника при температуре меньше 100 ºС

K_б=1.3 (Кратковременные перегрузки до 125% от расчетной нагрузки)

Грузоподъемность подшипника

Н

где a₁ - коэффициент надежности, a₁=1 (при безотказной работе подшипников);

а₂₃ – коэффициент, учитывающий влияние качества подшипника и качества его эксплуатации, а₂₃=0,75 (для шариковых подшипников);

n=233 – скорость вращения вала;

m – показатель степени, m=3 (для шариковых подшипников)

Долговечность подшипника

ч

Подшипник подходит

Расчет подшипника для тихоходного вала

Для подшипника 7311- C_r=81900 H; C_0r=48000 H;

Реакции в подшипниках

R_C=R_D=1799H;

Эквивалентная нагрузка

Для A R_EA= R_EB =VR_AK_бK_Т=1·1799·1.3·1=2338,7

V=1 – при вращающемся внутреннем кольце подшипника

К_Т=1 – работа подшипника при температуре меньше 100 ºС

K_б=1.3 (Кратковременные перегрузки до 125% от расчетной нагрузки)

Грузоподъемность подшипника

Н

а₂₃ – коэффициент, учитывающий влияние качества подшипника и качества его эксплуатации, а₂₃=0,75 (для шариковых подшипников);

n=49,68 – скорость вращения вала;

m – показатель степени, m=3 (для шариковых подшипников)

Долговечность подшипника

ч.

Подшипник подходит