- •1 Подбор электродвигателя
- •1.1 Определение кпд привода и подбор электродвигателя
- •1.2 Распределение частот вращения и крутящих моментов на валах
- •2 Расчет передач привода
- •2.1.3 Определение допускаемых изгибных напряжений
- •2.1.4 Геометрический расчет
- •2.1.5 Проверка зубьев на выносливость по контактным
- •2.1.6 Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба
- •2.2 Расчет клиноременной передачи
- •3 Ориентировочный расчет валов
- •3.1 Расчет ведущего вала
- •3.2 Расчет ведомого вала
- •4 Выбор способа и типа смазки подшипников и передач
- •5 Эскизная компоновка редуктора
- •5.1 Расчет элементов корпуса
- •5.2 Расчет винтовых и штифтовых соединений
- •5.3 Крышки подшипников
- •5.4 Выбор уплотнений
- •6 Предварительный расчет валов
- •6.1 Расчет ведущего вала
- •6.2 Расчет ведомого вала
- •7 Подбор и расчет подшипников качения
- •7.1 Расчет подшипников ведущего вала
- •7.2 Расчет подшипников ведомого вала
- •8 Проверочный расчет валов
- •8.1 Расчет ведущего вала
- •8.2 Расчет ведомого вала
- •9 Подбор и расчет шпоночных соединений
- •10 Допуски и посадки для сопряженных деталей
- •Список использованной литературы
7.2 Расчет подшипников ведомого вала
Расчетная схема ведомого вала рассматривается в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (XZ и YZ) и представлена на рисунке 13. Реакции в опорах В и D равны, определяются геометрическим суммированием опорных реакций по формуле:
(Н); (7.5)
Ресурс подшипника L определяется из равенства:
(час) (7.6)
где a1, a2 – коэффициенты, учитывающие свойства материалов колец и тел качения и вероятность безотказной работы. Для роликовых подшипников a1a2 = 0.6;
С = 56100 Н – динамическая грузоподъемность подшипника;
– показатель степени кривой усталости. Для роликовых подшипников = 3.3;
n – частота вращения (n3 = 230 об/мин);
P – эквивалентная нагрузка; для роликовых радиальных подшипников при отсутствии осевой силы Р = Fr.
Определим ресурс подшипника L:
(ч) (7.7)
2515287 > 23477, следовательно, работоспособность подшипника обеспечена.
8 Проверочный расчет валов
8.1 Расчет ведущего вала
Выполним расчет на усталостную прочность в форме проверки коэффициента запаса прочности, значение которого должно лежать в диапазоне: [S] = 1.5…2.5.
Вычислим коэффициент S для опасного сечения В:
, (8.1)
где и – запас сопротивления усталости по изгибу и по кручению соответственно [1, 169]:
(8.2)
где - предел выносливости;
- амплитуда переменных составляющих циклов напряжения;
Kd – масштабный фактор;
KF – фактор шероховатости;
- эффективный коэффициент концентрации напряжений при изгибе;
- коэффициент, корректирующий влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости;
σm – среднее напряжение цикла;
ψσ и ψτ - коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости (ψσ = 0.15 и ψτ = 0.10.).
В качестве материала для ведущего вала примем легированную сталь 40Х. Механические характеристики стали приведены в таблице 8.1.
Т а б л и ц а 8.1 – Механические характеристики стали 40Х
Твердость НВ |
σв |
σт |
τк |
σ-1 |
τ-1 |
270 |
900 |
750 |
450 |
410 |
240 |
По рисунку 15 а принимаем, что Kd = 0.58, по рисунку 6.3 б - КF = 0.61.
а б
Рисунок 15 – Коэффициенты Kd и КF
Принимаем, что Kσ = 2 и Кτ = 1.65 [1, 171].
В расчетах валов принимают, что σm = 0 [1, 169]. Определим амплитуду нормальных напряжений [1, 169]:
σa = TΣ·103/W = TΣ·103·32/π·d3 = 264.9·103·32/π·503 = 21.586 (8.3)
τm = τa = TК·103/2WK = TК·103·16/2·π·d3 = 182.54·103·16/2·π·503 = 3.719 (8.4)
(8.5)
(8.6)
(8.7)
Полученное значение запаса прочности лежит выше промежутка [S] = 1.5…2.5, поэтому условие усталостной прочности выполняется. Материал вала можно заменить на менее прочный (например сталь 45).