Оптимизация быстроходного вала

Определение запаса прочности для сечения по посадке с натягом (II – II)

Результирующий изгибающий момент (лит. [4] стр.211):

Крутящий момент:

Диаметр вала:

Моменты сопротивления сплошного круглого сечения вала (лит. [4] стр. 211):

осевой

полярный

Амплитуда напряжений цикла в опасном сечении (лит. [4] стр. 210):

Коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала (лит. [4] стр. 213):

тогда отношения (лит. [3] стр. 190):

Коэффициент влияния шероховатости:

Коэффициент влияния поверхностного упрочнения:

поверхность вала не упрочняется

Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении (лит. [4] стр. 213):

Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным

напряжениям (лит. [4] стр. 210):

влияние асимметрии цикла изменения незначительно

Результирующий коэффициент запаса прочности вала в сечении II – II (лит. [4] стр. 210):

Диаметры быстроходного вала после оптимизации

Диаметр вала под подшипники:

Диаметр конца вала (лит. [3] стр. 45 и 46):

Диаметр буртика подшипника на валу (лит. [2] стр. 34):

, тогда

Расчёт на статическую прочность после оптимизации быстроходного вала

Сечение I – I

Осевой момент сопротивления сечения (лит. [4] стр. 211):

Эквивалентное напряжение (лит. [4] стр. 209):

Коэффициент запаса прочности по текучести (лит. [4] стр. 209):

Сечение II – II

Осевой момент сопротивления сечения (лит. [4] стр. 211):

Эквивалентное напряжение (лит. [4] стр. 209):

Коэффициент запаса прочности по текучести (лит. [4] стр. 209):

Сечение III – III

Осевой момент сопротивления сечения (лит. [4] стр. 211):

Эквивалентное напряжение (лит. [4] стр. 209):

Коэффициент запаса прочности по текучести (лит. [4] стр. 209):

Проверка долговечности подшипников быстроходного вала

Расчетная схема

Исходные данные:

• подшипники радиальные шариковые однорядные лёгкой серии: 205

• динамическая грузоподъёмность:

статическая грузоподъёмность:

• реакции в опорах:

• внешняя осевая сила:

• частота вращения вала:

• суммарный срок службы:

• работа с умеренными толчками и вибрацией, рабочая температура подшипникового узла менее

При схеме закрепления подшипников «враспор» внешнюю осевую нагрузку воспринимает левый ПК, т.е. А₁= F_a , правый ПК разгружен, т.е. А₂=0.

Проверка долговечности правого подшипника:

Эквивалентная нагрузка (лит. [3] стр. 115):

коэффициент , т.к. вращается внутреннее кольцо подшипника (лит. [5] стр. 212)

Определение долговечности (лит. [3] стр. 117), надёжность и свойства подшипника не учитываются:

подшипник не работоспособен

Проверка долговечности левого подшипника:

Коэффициент влияния осевого нагружения (лит. [2] стр. 58):

коэффициент , т.к. вращается внутреннее кольцо подшипника (лит. [5] стр. 212)

Тогда коэффициенты (лит. [2] стр. 58):

Эквивалентная нагрузка (лит. [3] стр. 115):

температурный коэффициент: (лит. [2] стр. 59)

коэффициент безопасности нагрузки: (лит. [2] стр. 60)

Определение долговечности (лит. [3] стр. 117), надёжность и свойства подшипника не учитываются:

подшипник не работоспособен

Проверка работоспособности конических роликовых подшипников на данном валу

Исходные данные:

• подшипники конические роликовые однорядные лёгкой серии: 7205А

• динамическая грузоподъёмность:

статическая грузоподъёмность:

• реакции в опорах:

• внешняя осевая сила:

• частота вращения вала:

• суммарный срок службы:

• работа с умеренными толчками и вибрацией, рабочая температура подшипникового узла менее

• коэффициент влияния осевого нагружения:

Дополнительная осевые составляющие (лит. [3] стр. 111):

Условия нагружения (лит. [3] стр. 112):

Тогда осевые силы в подшипниках (лит. [3] стр. 112):

Проверка долговечности левого подшипника:

коэффициент , т.к. вращается внутреннее кольцо подшипника (лит. [5] стр. 212)

Тогда коэффициенты (лит. [2] стр. 58):

Эквивалентная нагрузка (лит. [3] стр. 115):

температурный коэффициент: (лит. [2] стр. 59)

коэффициент безопасности нагрузки: (лит. [2] стр. 60)

Определение долговечности (лит. [3] стр. 117), надёжность и свойства подшипника не учитываются:

подшипник работоспособен

Проверка долговечности правого подшипника:

коэффициент , т.к. вращается внутреннее кольцо подшипника (лит. [5] стр. 212)

Тогда коэффициенты (лит. [2] стр. 58):

Эквивалентная нагрузка (лит. [3] стр. 115):

температурный коэффициент: (лит. [2] стр. 59)

коэффициент безопасности нагрузки: (лит. [2] стр. 60)

Определение долговечности (лит. [3] стр. 117), надёжность и свойства подшипника не учитываются:

подшипник работоспособен