3. Расчет сварного шва

Вид сварки: сварка ручная электродами повышенного качества.

Вид соединения: тавровое угловыми швами

Соединение рассчитывается по касательным напряжениям, опасное сечение находится по биссектрисе прямого угла.

– допускаемое напряжение при статической нагрузке для сварных швов. Определяется в долях от допускаемого напряжения растяжения соединяемых деталей;

– момент сопротивления при кручении.

Для полого круглого сечения:

k – катет сварного шва.

Так как сварка ручная электродами повышенного качества, то допускаемое напряжение определяется по формуле:

– коэффициент безопасности

В качестве материала используем сталь 3:

Сварное соединение выдержит заданную нагрузку.

5. Расчет подшипников

Радиальную реакцию подшипника считают приложенной к оси вала в точке пересечения с ней нормали, проведенной через середину контактной площадки. Для радиальных подшипников эта точка расположена на середине ширины подшипника.

1. Определение реакций в подшипниках быстроходного вала

Определение сил в зацеплениях на быстроходном валу.

1 – шестерня быстроходной ступени

- окружная сила

- радиальная сила

- осевая сила

- начальный диаметр шестерни

- консольная сила

Рис. 30 Расчетная схема быстроходного вала

Радиальные реакции

Вертикальная плоскость (без консольной силы)

Горизонтальная плоскость (без консольной силы)

Суммарная реакция (без консольной силы)

Консольная сила изменяет свое положение во время вращения вала. Консольная сила направляется так, чтобы получить наибольшие реакции в опорах.

Максимальная реакция в первой опоре с учетом консольной силы

Максимальная реакция во второй опоре с учетом консольной силы

Осевые реакции

При установке вала на двух радиальных шариковых подшипников нерегулируемых типов осевая сила , нагружающая подшипник, равна внешней осевой силе , действующей на вал. Силу воспринимает тот подшипник, который ограничивает осевое перемещение вала под действием этой силы.

2. Расчет подшипников быстроходного вала на динамическую грузоподъемность

Частота вращения вала больше 10 , поэтому подшипники рассчитывают на динамическую грузоподъемность. Подбор выполняют по наиболее нагруженной опоре.

2-й подшипник 208 ГОСТ 8338-75 (наиболее нагружен)

Исходные данные (табл. 24.10 [1]):

– базовая статическая грузоподъемность

– базовая динамическая грузоподъемность

– внутренний диаметр подшипника

– наружный диаметр подшипника

– диаметр шарика

Для подшипников, работающих при типовых режимах нагружения, расчет удобно вести с помощью коэффициента эквивалентности .

(2-й типовой режим нагружения) (глава 7.2 [1])

Н

Определяют отношение, в зависимости от которого по табл. 7.2 [1] находят значения Х, Y, e:

– коэффициент, зависящий от геометрии подшипника и применяемого уровня напряжения определяют по таблице 7.3 [1] в зависимости от отношения:

– угол контакта

– диаметр окружности расположения центров шариков

По таблице 7.3 [1] принимают

По таблице 7.2 [1] находят Х, Y, e

Сравнивают отношение и e.

V – коэффициент вращения кольца

Следовательно,

Вычисляют эквивалентную динамическую нагрузку (радиальную для шариковых радиальных подшипников):

– коэффициент динамичности нагрузки (табл. 7.6 [1] – зубчатые передачи, редукторы всех типов)

– температурный коэффициент

Проверка выполнения условия

Условие выполнено.

Определяют скорректированный по уровню надежности и условиям применения расчетный ресурс (долговечность) подшипника, ч:

– показатель степени для шариковых подшипников

- коэффициент долговечности в функции необходимой надежности (вероятность безотказной работы 90 %)

– коэффициент, характеризующий совместное влияние на долговечность особых свойств металл деталей подшипника и условий его эксплуатации (для шариковых подшипнков)

Оценивают пригодность намеченного типоразмера подшипника. Подшипник пригоден, если расчетный ресурс больше или равен требуемому:

Подшипник пригоден.