11.2 Проверочный расчет стяжных винтов подшипниковых узлов Стяжные винты рассчитывают на прочность по эквивалентным напряжениям на совместное действие растяжения и кручения.

Сила приходящаяся на один винт

F_в = 0,5C_Y = 0,5∙1200 = 600 H

Принимаем коэффициент затяжки К_з = 1,5 – постоянная нагрузка, коэффициент основной нагрузки х=0,3 – для соединения чугунных деталей без прокладки.

Механические характеристики материала винтов: для стали 30 предел прочности σ_в = 500 МПа, предел текучести σ_т = 300 МПа; допускаемое напряжение:

[σ] = 0,25σ_т = 0,25∙300 = 75 МПа.

Расчетная сила затяжки винтов

F_p = [K_з(1 – х) + х]F_в = [1,5(1 – 0,3) + 0,3]600 = 810 H

Определяем площадь опасного сечения винта

А = πd_p²/4 = π(d₂ – 0,94p)²/4 = π(12 – 0,94∙1,75)²/4 = 84 мм²

Эквивалентное напряжение

σ_экв = 1,3F_p/A = 1,3∙810/84 = 13 МПа < [σ] = 75 МПа

11.3 Уточненный расчет валов

Быстроходный вал

Рассмотрим сечение, проходящее под опорой В. Концентрация напряжений обусловлена подшипником посаженным с гарантированным натягом.

Материал вала сталь 45, улучшенная: _В = 780 МПа [2c34]

Пределы выносливости:

• при изгибе _-1  0,43_В = 0,43780 = 335 МПа;

• при кручении _-1  0,58_-1 = 0,58335 = 195 МПа.

Суммарный изгибающий момент

М_и = М_х = 34,3 Н·м

Осевой момент сопротивления

W = πd³/32 = π30³/32 = 2,65·10³ мм³

Полярный момент сопротивления

W_p = 2W = 2·2,65·10³ = 5,30·10³ мм³

Амплитуда нормальных напряжений

σ_v = M_и/W = 34,3·10³/2,65·10³ =12,9 МПа

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

_v = _m = T₁/2W_p = 10,1·10³/5,30·10³ = 1,9 МПа

Коэффициенты:

k_σ/_σ = 3,3; k_/_ = 0,6 k_σ/_σ + 0,4 = 0,6·3,3 + 0,4 = 2,4

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

s_σ = σ_-1/(k_σσ_v/_σ) = 335/3,3·12,9 = 7,9

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

s_ = _-1/(k__v/_ + _ _m) = 195/(2,40·1,9 + 0,1·1,9) = 41,1

Общий коэффициент запаса прочности

s = s_σs_/(s_σ² + s_²)^0,5 = 7,9·41,1/(7,9² + 41,1²)^0,5 = 7,7 > [s] = 2,5

Тихоходный вал

Рассмотрим сечение, проходящее под опорой C. Концентрация напряжений обусловлена подшипником посаженным с гарантированным натягом.

Суммарный изгибающий момент

М_и = (125,3²+ 42,8²)^1/2 = 132,4 Н·м.

Осевой момент сопротивления

W = πd³/32 = π40³/32 = 6,28·10³ мм³

Полярный момент сопротивления

W_p = 2W = 2·6,28∙10³ =12,6 мм

Амплитуда нормальных напряжений

σ_v = M_и/W = 132,4·10³/6,28·10³ = 21,1 МПа

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

_v = _m = T₂/2W_p = 64,1·10³/2·12,6·10³ = 2,5 МПа

Коэффициенты:

k_σ/_σ = 4,0; k_/_ = 0,6 k_σ/_σ + 0,4 = 0,6·4,0 + 0,4 = 2,8

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

s_σ = σ_-1/(k_σσ_v/_σ) = 335/4,0·21,1 = 4,0

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

s_ = _-1/(k__v/_ + _ _m) = 195/(2,80·2,5 + 0,1·2,5) =26,9

Общий коэффициент запаса прочности

s = s_σs_/(s_σ² + s_²)^0,5 = 4,0·26,9/(4,0² +26,9²)^0,5 = 3,9 > [s] = 2,5

12. Технический уровень редуктор Условный объем редуктора

V = LBH = 300∙175∙400 = 21∙10⁶ мм³

L = 300 мм – длина редуктора;

В = 175 мм – ширина редуктора;

Н = 400 мм – высота редуктора.