Последовательность определения эквивалентной нагрузки

1. Определить значение параметра осевой нагрузки e по каталогу.

2. Вычислить значения внутренних осевых сил S_A и S_B .

3. Вычислить сумму сил  = S_A + F_x – S_B; определить F_xА и F_xВ.

4. Определить отношения F_xА/ F_rA и F_xВ/ F_rВ и сравнить их с величиной e; назначить коэффициенты X и Y для каждого из подшипников вала

5. Рассчитать эквивалентную нагрузку

для А - опоры P _A= (X F_rA +YF_xА)K_б K_т,

для В - опоры P _В= (X F_rВ +YF_xВ)K_б K_т.

4.3. Проверочный расчёт вала

Отказ вала возможен из-за усталостного повреждения или пластической деформации при кратковременных перегрузках.

1. Расчёт коэффициентов запаса валов при одновременном действии нормальных (от изгиба) и касательных (от кручения) переменных напряжениях выполняют по формуле для каждого из концентраторов в сечении с наибольшими значениями напряжений:

s = (s_ s_) / (s²_ + s²_) ^½  [s], (22)

где коэффициент запаса по касательным напряжениям

s_ = _-1/ (_a К_Д + _ _m),

коэффициент запаса по нормальным напряжениям

s_ =  _-1 / (_a К_Д + __m);

[s] – нормативный коэффициент запаса; принимается обычно в пределах в пределах [s] = 1,5 ...2,5 в зависимости от типа машины, требований к безопасности работы и принятой расчётной схемы.

При определении амплитудных значений _a и _a и средний значений _m и _m принимается цикл нормальных переменных напряжений симметричным, а цикл касательных напряжений – отнулевым:

_m= 0, _a= М_/ W_z,

_a = _m = 0,5Т/ W_Р, (23)

гдеМ_ = (М_z² + М_y²)^1/2 – суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении; для определения М_z, М_y и М_ необходимо построить эпюры изгибающих моментов с соблюдением масштабов длин и моментов;

Т и d – крутящий момент и диаметр вала в данном сечении.

Коэффициенты _ и _ сталей зависят от материала. В курсовой работе можно использовать следующие значения:

для низкоуглеродистых нелегированных сталей _=0,05, _ = 0;

для среднеуглеродистых нелегированных сталей _=0,1, _ = 0,05;

для легированных сталей после закалки и отпуска _=0,15, _ = 0,1.

Значения предела выносливости принимаются по справочным данным для конкретного материала. В данной работе для конструкционных сталей можно использовать приближённые соотношения:

 _-1  (0,55 – 0,0001_в) _в;  _-1  0,55 …0,65 _-1 (24)

Коэффициентами К_Д и К_Д учитывают влияние конструктивных и технологических факторов на предел выносливости деталей по сравнению с образцами, изготовленными из материалов, сходных по химическому составу и основным прочностным характеристикам:

К_Д = (К_/ К_d + 1/ К_F – 1)/(К_V К_А), (25)

К_Д = (К_/ К_d + 1/ К_F – 1)/(К_V К_А).

К_ =  _-1 /  _-1К  1 – эффективный коэффициент концентрации напряжений (таблица 17 и 18).

Таблица 17