5.7 Розрахунок тихохідного валу

Складаємо схеми навантаження валу і будуємо епюри моментів, що вигинають, у вертикальній і горизонтальній площинах.

Малюнок 7 – Епюра згинаючих та крутних моментів тихохідного валу.

Визначимо реакції в опорах в горизонтальній площині.

Σ M_А = 0,

Σ M_В = 0,

Визначимо реакції в опорах у вертикальній площині.

Σ M_А = 0,

Σ M_В = 0,

Визначимо загальний запас міцності валу в небезпечному перетині.

,

де - запас міцності по нормальній напрузі;

- запас міцності по дотичній напрузі;

Для Ст5  МПа;  МПа;

Перетин а-а. (коло діаметром 48 мм)

; (табл.13 [6]).

; (табл.11 [6]);

(табл.11 [6]);

= 1

= = 0.815(табл.. 9 [6])

Приймаються зміни нормальної напруги такими, що відбуваються по симетричному циклу:

;  ;

 мм³, - діаметр валу в небезпечному перетині Æ48 мм.

Приймаються зміни нормальної напруги по пульсуючому циклу:

- полярний момент опору перетину валу.

Таким чином, .

Підставивши набутих числових значень в рівняння (5.4) отримаємо:

.

Рекомендовані запаси міцності для валів .

- втомна витривалість валу забезпечена.

Виконаємо перевірочний розрахунок валу на статичну міцність.

Приймаємо, що під час перевантажень напруги у всіх перетинах валу зростають в 2,22 разу (див. розд. 5).

Розрахункова умова: .

Для Сталь 40Х приймаємо  ,

Тоді: ;

;

  < .

Статична міцність забезпечена.

5.8 Перевірочний розрахунок вихідного валу на жорсткість

З ціллю спрощення розрахунків весь вал припускається одного діаметру d=44мм. При розрахунках використовується принцип незалежної дії сил, тобто спочатку розраховують деформації від кожного силового фактору окремо, а потім частні деформації сумують.

де – для сталі;

Схема для розрахунку представлена на малюнку 8.

Малюнок 8 – приблизна форма пружної лінії.

1. Розрахунок до горизонтальної площини 1.

2. Розрахунок до вертикальної площини 2.

3. Розрахунок до вертикальної площини 3.

Сумарний кут повороту в опорі А в вертикальній площині, та сумарний прогин.

Сумарний кут повороту в опорі В

Повна стріла прогину.

Жорсткість валу забезпечена.

5.9 Розрахунок підшипників кочення на довговічність

5.9.1 Розрахунок підшипників вхідного валу

Вихідні дані:

Підшипник 7306

d=30; T=20,75; e=0,34 y=1,78 C=43000Н;

L_n=12000 a₁=0,53 для S=0,96 a₂=0,7

Визначаємо мінімальні осьові навантаження для підшипників

e^’=0,83e=0,83*0,34=0,28

а₁ = 0,53 – коефіцієнт, що враховує надійність роботи підшипника при s= 0,96

а₂₃ = 0,7 – коефіцієнт, що враховує умови роботи підшипника і матеріал, з якого отримані деталі підшипника.

V = 1 – обертається внутрішнє кільце.

Визначимо радіальні навантаження під підшипником:

,

.

F_a=541, 4 H

F_smin1=0, 28*2229,28=629 H

F_smin2=0, 28*1066=301 H

F_a1=F_smin2=301 H

F_a2=F_a2+F_a1=842 H

Для першої опори:

F_a1/(VF_r1)=301/(1*2229,28)=0,13<e тому x=1 y=0

P_r1==(XVF_R1 + YF_A1)К_БК_Т =(1*1*2229,28+0*301)*1,3*1=2898 H

Для другої опори:

F_a2/(VF_r2)=842/(1*1066)=0,78>e тому x=0.4 y=1,78 P_r2=(XVF_R1 + YF_A1)К_БК_Т = (0.4*1*1066+1.78*842)*1,3*1=2502 H

де К_Б = 1,3– коефіцієнт безпеки (вибирається залежно від підшипника)

КТ = 1 – коефіцієнт, що враховує температуру (t < 100º).

Визначуваний скоректований розрахунковий ресурс в годиннику (по першій більш навантаженій опорі.)

> L_зад.

Довговічність підшипника забезпечена.