9. Нагрузка валов
9.1Быстроходный вал:
;
;
80мм;
.
Вертикальная плоскость
Опорные реакции
;
;
;
.
Проверка
Эпюра изгибающих моментов X
;
;
;
.
Горизонтальная плоскость
Опорные реакции
;
;
;
.
Проверка
Эпюра изгибающих моментов Z
;
;
;
.
Эпюра крутящих моментов
Суммарные радиальные реакции
Суммарные изгибающие моменты
Рисунок 15 – Эпюры быстроходного вала
9.2 Тихоходный вал
Вертикальная плоскость
Опорные реакции
;
;
;
.
Проверка
Эпюра изгибающих моментов X
;
;
;
;
.
Горизонтальная плоскость
Опорные реакции
;
;
;
.
Проверка
Эпюра изгибающих моментов Z
;
;
;
.
Эпюра крутящих моментов
Суммарные радиальные реакции
Суммарные изгибающие моменты
Рисунок 16 – Эпюры тихоходного вала
10. Проверочный расчёт подшипников
Пригодность
подшипников определяется сопоставлением
расчётной динамической грузоподъёмности
расчётной с базовой (
)
или базовой долговечности с требуемой
по условиям:
Расчётная
динамическая грузоподъёмность
и
базовая долговечность
определяются
по формулам:
где
эквивалентная динамическая нагрузка,
Н;
показатель степени для шариковых
подшипников;
коэффициент надёжности, при безотказной
работе подшипника;
коэффициент, учитывающий влияния
качества подшипника и качества его
эксплуатации, при обычных условиях
работы;
частота вращения внутреннего кольца
подшипника соответствующего вала,
об/мин. (
).
Расчёт
эквивалентной нагрузки
выполняется только для подшипника с
большей радиальной нагрузкой
(у быстроходного вала
,
а у тихоходного вала
):
Определим отношение
,
в
данном случае, так как зубатое зацепление
в данном курсовом проекте прямозубое,
и осевая нагрузка в нём возникает;Тогда определим значения коэффициентов
для
радиальных однорядных подшипников по
отношению
:
;Определим величину
и
сравним её с
:
Тогда
эквивалентная динамическая нагрузка
рассчитывается по формуле:
где
коэффициент вращения;
радиальная нагрузка;
коэффициент безопасности;
температурный коэффициент. Тогда:
Зная эквивалентную нагрузку, рассчитаем динамическую грузоподъёмность и базовую долговечность подшипников, устанавливаемых на тихоходный и быстроходные валы:
16) Расчет валов на усталостную прочность
Наметим опасные сечения вала.
Рисунок 17 - опасные сечения вала
На тихоходном валу одноступенчатых редукторов, как правило намечаются два опасных сечения: I-I —на 3-й ступени под колесом; II-II — на 2-й ступени под подшипником опоры, смежной с консольной нагрузкой.
Рисунок 18 - источники концентраций напряжения
Определим в опасных сечениях вала напряжения
Быстроходный вал
Сечение I-I
Нормальные напряжения
Касательные напряжения
Сечение II-II
Нормальные напряжения
Касательные напряжения
Тихоходный вал
Сечение I-I
Нормальные напряжения
Касательные напряжения
Сечение II-II
Нормальные напряжения
Касательные напряжения
Определим коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчётного сечения вала.
Быстроходный вал
Сечение I-I
Все значения находим по таблице 11.2 в зависимости от 𝝈B и от соотношений t/r и r/d и от того есть ли паз или нет. Для выражений ниже делаем тоже самое.
Сечение II-II
Тихоходный вал
Сечение I-I
Сечение II-II
Определим пределы выносливости в расчётном сечении вала
Для тихоходного вала
Сечение I-I
Сечение II-II
Для быстроходного вала
Сечение I-I
Сечение II-II
Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.
Для тихоходного вала
Сечение I-I
Сечение II-II
Для быстроходного вала
Сечение I-I
Сечение II-II
Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении.
Для тихоходного вала
Сечение I-I
Сечение II-II
Для быстроходного вала
Сечение I-I
Сечение II-II
Условие
прочности удовлетворяет условию S