II. Расчет быстроходного вала Исходные данные:
Окружная сила:
Радиальная сила:
Осевая сила:
Делительный диаметр
Эскиз вала
Сила от ременной передачи
Р адиус закруглений на валу в местах ступенчатого перехода
Основные расчеты.
1. Определение реакций опор, построение эпюр крутящих и изгибающих моментов
Вал заменим расчетной схемой и все внешние силы приводим в оси симметрии сечения.
2. Выбор материала вала
Возьмем для вала - сталь 45 улучшение (такое же как и шестерня, так как выполнены за одно целое)
Предел прочности
Предел выносливости при норм. напряжениях
Предел выносливости при кас. напряжениях
Коэф. чувствительности к асимметрии цикла при сдвиге принимаем
3. Намечаем опасные сечения на эпюре (минимум три сечения)
Суммарный изгибающий момент в опасном сечении
Сечение |
|
|
Концентратор |
Запас прочности |
1-1 |
46,5 |
58,7 |
посадка с натягом |
8,74 |
2-2 |
35,26 |
58,7 |
ступенчатый переход с галтелью |
18,18 |
3-3 |
57,8 |
58,7 |
шпоночный паз |
41 |
4. Определяем запас прочности каждого опасного сечения
Сечение 1-1
Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с натягом (2, табл. 8.7)
Сечение 2-2
Концентрация напряжений обусловлена ступенчатым переходом с галтелью (2, табл. 8.2 и табл. 8.8)
Сечение 3-3
Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки (2, табл. 8.5 и табл. 8.8)
Так как в сечениях коэффициенты запаса получились больше 5, следует уменьшить диаметр вала с обязательной проверкой подшипников качения, что приведет к уменьшению коэффициента запаса.
III. Проверка работоспособности подшипников качения под тихоходный вал Исходные данные
Тип подшипника: ПК №208
Грузоподъемность подшипника
Реакции:
Осевая сила:
Частота вращения вала n2 = 114,6 об/мин
Срок службы
Рабочая температура узла менее 100 0C
Основные расчеты.
1. Определение нагрузок на каждый ПК
Суммарная радиальная нагрузка на ПК
Определение осевых нагрузок: осевая нагрузка действует в сторону того подшипника, куда направлена сама сила
2. Определение долговечности каждого ПК
Условие работоспособности ПК
Эквивалентная нагрузка
Коэф. вращения V принимаем равным 1 (т.к. вращается внутр. кольцо)
Температурный
коэф.
Коэф.
безопасности
Работоспособность левого подшипника
Вычислим отношение осевой нагрузки к статической грузоподъемности
Найдем отношение и сравним с параметром
Находим эквивалентную нагрузку
Долговечность ПК
Вывод: левый подшипник работоспособен
Работоспособность правого подшипника
Вычислим отношение осевой нагрузки к статической грузоподъемности
Найдем отношение
Находим эквивалентную нагрузку
Долговечность ПК
Вывод: правый подшипник работоспособен