5 X | .1 Проверка долговечности подшипников выходного вала
Из предыдущих расчетов имеем:
Н;
Н;
Н;
мм.
Конструктивно известно:
мм;
мм;
мм.
Реакции опор:
в плоскости xz:
Н;
Н.
Проверка:
в плоскости yz:
Н;
Н.
Проверка:
Суммарные реакции:
Н;
Н.
Подбираем подшипники по более нагруженной опоре 2.
Предварительно были выбраны радиальные шариковые однорядные подшипники 311
(см. табл. 2):
мм;
мм;
мм;
кН;
кН.
Эквивалентная нагрузка вычисляется по формуле:
,
где
Н
– радиальная нагрузка;
Н;
,
т.к вращается внутреннее кольцо;
коэффициенты безопасности:
,
([1] с.214 табл. 9.19, 9.20).
Вычисляем отношение
;
этой величине соответствует
.
Вычисляем отношение
;
и
([1] с.212 табл. 9.18).
Эквивалентная нагрузка:
Н.
Расчетная долговечность, млн. об.:
млн.
об.
Расчетная долговечность, ч:
ч,
что больше установленных норм.
5.2 Уточненный расчет тихоходного вала
Материал вала – сталь 45 нормализованная;
МПа
([1] с.34 табл. 3.3).
Пределы выносливости:
МПа и
МПа.
Сечение А-А.
Диаметр вала в этом сечении 70 мм.
Концентрация напряжений обусловлена
наличием шпоночной канавки:
и
([1] с. 165 табл. 8.5); масштабные факторы:
и
([1] с.166); коэффициенты
и
([1] c.163 и 166).
Крутящий момент
.
Изгибающий момент в плоскости xz:
;
изгибающий момент в плоскости yz:
;
суммарный изгибающий момент в сечении А-А:
.
Момент сопротивления кручению (
мм;
мм;
мм):
.
Момент сопротивления изгибу:
.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
МПа.
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
МПа;
среднее напряжение
.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям изгиба:
.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям кручения:
.
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А:
.
5.3 Проверка прочности шпоночных соединений
Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов – по ГОСТ 23360-78 ([1] с.169 табл.8.9).
Материал шпонок – Сталь 45 нормализованная
(
МПа
при стальной ступице,
МПа
при чугунной ([1] с.310)).
Условие прочности шпонок :
.
Ведущий вал.
мм;
мм;
мм;
длина шпонки
мм;
момент на валу
.
МПа
Материал полумуфт – чугун марки СЧ-20.
Промежуточный вал.
мм;
мм;
мм;
длина шпонки
мм;
момент на валу
.
МПа
Материал ступицы колеса – Сталь 45.
Тихоходный вал.
Шпонка под зубчатым колесом.
мм;
мм;
мм;
длина шпонки
мм;
момент на валу
.
МПа
Материал ступицы колеса – Сталь 45.
Шпонка под полумуфтой.
мм;
мм;
мм;
длина шпонки
мм;
момент на валу
.
МПа
Материал полумуфты – сталь Ст3.
Условия прочности для всех шпонок выполнены.
5.4 Расчет срезного штифта для предохранительной муфты
Диаметр ступицы полумуфты рассчитывается по формуле:
,
где
– диаметр хвостовика вала;
мм.
мм.
Предварительно определяется расстояние от оси вала до оси штифта:
мм.
Окружная сила, действующая на штифт:
Н
Диаметр штифта определяется по формуле:
,
где
– допускаемое напряжение среза; для
Стали 45
МПа.
мм.
Принимаем
мм
и уточняем значение R:
мм.
Принимаем
.
6. Подбор и анализ посадок
|
Соединяемые детали Посадка |
Предельные отклонения, мкм |
Схема посадки, зазоры, натяги |
|
Зубчатое колесо – Вал
|
Отверстие
Вал
|
|
|
Сквозная крышка подшипника – корпус
|
Отверстие
Вал
|
|
|
Внутреннее кольцо подшипника – Вал
|
Отверстие
Вал
|
|
|
Внешнее кольцо подшипника – корпус
|
Отверстие
Вал
|
|
;
.
;
.
;
.
;
.
;
.
;
.
;
.
;
.