13. Расчет промежуточного вала.

13.1. Расчет подшипников на долговечность.

Рис.3. Схема промежуточного вала, эпюры моментов.

= 11255,2Н , = 4013,9Н, = 818,8Н.

где

Для опоры А выбираем шариковый подшипник легкой узкой серии №176211: d=65мм,D=100мм, B=21мм, C=39,6кН,.

Для опоры В выбираем роликовый подшипник сверхлегкой серии №2113: d=65мм,D=100мм, B=18мм, C=38кН.

Шариковый подшипник промежуточного вала воспринимает радиальную нагрузку .

Находим, значит динамическую нагрузку определяем по формуле:

Роликовый подшипник промежуточного вала воспринимает радиальную нагрузку . Динамическую нагрузку определяем по формуле:

Долговечность подшипников обеспечена.

13.2. Проверочный расчет вала на прочность.

С учетом рассчитанных значений реакций в опорах построим эпюры изгибающих и крутящих моментов для вала.

Схема нагрузок в вертикальной и горизонтальнойплоскостях приведена на рисунке.

Значения моментов в характерных точках будут равны:

Эпюры изгибающих и крутящих моментов вала приведены на рисунке схематично без соблюдения масштаба.

Вал изготовлен из стали 20Х2Н4А, имеющей

Проверим запас прочности по пределу выносливости в сечении 3(по максимальному моменту).

Моменты сопротивления изгибу и кручению:

Концентраторы напряжения отсутствуют, следовательно, ,.

Коэффициент качества поверхности при чистовой обработке, согласно табл. 13 [4], принимаем .При отсутствии упрочнения поверхности .

Тогда коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении будут равны:

Значения масштабного фактора для вала d = 72 ммпо табл. 12 [4]:

Напряжения изгиба будут равны

Принимаем: и.

Коэффициент запаса прочности при изгибе:

Напряжения кручения в сечении:

Принимаем: и.

Коэффициент запаса прочности при кручении:

Общий запас прочности по усталости:

Таким образом, запас усталостной прочности в рассматриваемом сечении достаточен.

Проверим запас прочности по пределу выносливости в сечении 4 (шлицевое соединение).

Момент сопротивления по

изгибу

кручению

Значения масштабного фактора для вала d = 53 ммпо табл. 12 [4]: .

Поверхности вала будут обработаны с чистотой не ниже 6 класса по ГОСТ 2789-59. Коэффициент качества поверхности при тонком точении . При отсутствии упрочнения поверхности. Тогда коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении будут равны:

Коэффициенты, учитывающие влияние асимметрии цикла изменения напряжений при изгибе и кручении, определяются по формулам:

Напряжения кручения в сечении:

- коэффициент динамичности при перегрузках.

Принимаем: и

Коэффициент запаса прочности при кручении:

Таким образом, запас усталостной прочности в рассматриваемом сечении достаточен.

13.3. Рассчитаем подшипники в сателлитах.

Выбираем роликовый подшипник легкой серии №12208: d=40мм,D=80мм, B=18мм, C=41,8кН.

Роликовые подшипники сателлитов воспринимают одинаковую радиальную нагрузку . Рассчитываем один из подшипников на долговечность. Динамическую нагрузку определяем по формуле:

.

Полученный расчетным путем ресурс меньше заданного. Чтобы повысить ресурс подшипника, применяем более качественную подшипниковую сталь вакуумно-дугового переплава, где- коэффициент повышения грузоподъёмности авиационного подшипника. Тогда

Долговечность подшипника обеспечена.

.