6.2. Проверка жесткости вала (0,5 часа).

Деформации вала отрицательно влияют на работу связанных с ним деталей: подшипников, зубчатых колес, катков фрикционных передач и т.д. От прогиба вала у (рис.13) в зубчатом зацеплении возникает концентрация нагрузки по длине зуба. При больших углах поворота сечения вала на опоре θ может произойти перекос колец подшипника, зацепление вала. В металлорежущих станках упругие перемещения валов (шпинделей) снижают точность обработки и качество поверхности деталей и т.д.

Рис. 13.

Величина допускаемых упругих перемещений зависит от конкретных требований к конструкции и устанавливается в каждом отдельном случае.

Некоторые из рекомендаций:

Для валов зубчатых передач стрела прогиба у под шестерней:

мм,

где т – модуль зацепления.

В станкостроении:

где L – расстояние между опорами.

Угол поворота сечения вала в подшипнике скольжения:

в радиальном шарикоподшипнике:

Малая величина допускаемых перемещений иногда приводит к тому, что размеры вала определяются не прочностью, а жесткостью.

Перемещения при изгибе в общем случае целесообразно определять, используя интеграл Мора или способ Верещагина (см. курс ”Сопротивление материалов”).

Определяются

Суммарные значения перемещений:

Перемещение при кручении (угол закручивания) валов постоянного диаметра определяется по формуле:

где Т – крутящий момент;

l – длина закручиваемого участка вала;

G – модуль упругости при сдвиге. Для стали ;

- полярный момент инерции сечения вала;

- угол закручивания вала.

Если вал ступенчатый и нагружен несколькими Т, то деформация определяется по участкам и затем суммируется.

Допускаемый угол закручивания:

на 1 м длины.

Величина допускаемых углов закручивания валов колеблется в широких пределах в зависимости от требований, предъявляемых к механизму. Например, в приводах следящих систем, делительных механизмах и т.п. допускаемые углы закручивания ограничиваются минутами и секундами на 1 м длины, а в карданных валах автомобилей допускают несколько градусов на 1 м длины.

6.3. Проверка валов на критическую частоту вращения (0,5 часа).

Частоту вращения, при которой наступает резонанс (совпадение частот собственных и вынужденных колебаний), называют критической.

об/мин,

где - критическое значение угловой скорости;

у_ст [см] – прогиб вала от его веса и веса насаженных на него деталей.

Е сли угловая скорость будет больше , система при разгоне перейдет зону резонанса и снова стабилизируется (рис.14).

Во избежание поломок зона резонанса должна проходиться быстро (задержки в этой зоне не допускаются) с установкой демпферов.

За предел вибрационной устойчивости обычно принимают:

- для жестких валов (зона (1) – валы редукторов, коробок передач и др.;

Рис. 14. п<10000 об/мин).

• для ”гибких” валов (зона (2), (3) – валы турбин, центрифуг и др.; об/мин).

ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ (8 часов).

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

а1	-	коэффициент надежности;
а2	-	коэффициент, учитывающий однородность структуры материала;
а3	-	коэффициент режима смазки;
в	-	ширина подшипника, мм;
С	-	динамическая грузоподъемность, Н;
С0	-	статическая грузоподъемность, Н;
d	-	диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника (диаметр вала под подшипником), мм;
D	-	диаметр наружной поверхности наружного кольца подшипника, мм;
Dw	-	диаметр шарика, мм;
Drw	-	средний диаметр подшипника (диаметр окружности, проходящий через центры тел качения), мм;
Dwe	-	диаметр ролика, мм;
Lwe	-	длина ролика, мм;
e	-	коэффициент осевого нагружения;
Kб	-	коэффициент безопасности;
KT	-	температурный коэффициент;
, ,	-	осевая нагрузка на подшипник, Н;
	-	радиальная нагрузка на подшипник, Н;
	-	внешняя осевая нагрузка, приложенная к валу (алгебраическая сумма осевых сил, действующих на детали, расположенные на валу), H;
	-	номинальная расчетная долговечность, млн. оборотов;
	-	номинальная расчетная долговечность, ч;
	-	номинальная расчетная долговечность при ; вероятности безотказной работы (степени надежности), ч;
	-	долговечность при степени надежности, ч;
n	-	частота вращения подшипника, мин-1;
P	-	эквивалентная динамическая нагрузка, H;
	-	осевая составляющая от радиальной нагрузки, H;
s	-	вероятность безотказной работы;
x	-	коэффициент радиальной нагрузки;
y	-	коэффициент осевой нагрузки;
v	-	коэффициент вращения;
	-	номинальный угол контакта, град;
ШПРО	-	шарикоподшипник радиальный однорядный;
ШПРС	-	шарикоподшипник радиальный сферический двухрядный;
РПР	-	роликоподшипник радиальный однорядный;
РПРС	-	роликоподшипник радиальный сферический двухрядный;
ШРУО	-	шарикоподшипник радиально-упорный однорядный;
РПКО	-	роликоподшипник конический однорядный;
УШПО	-	упорный шарикоподшипник однорядный;
ШРУБ	-	Шарикоподшипник радиально-упорный быстроходный.