Епюри швидкохідного вала конічно-циліндричного редуктора

Рис.9.9.

9.4. Розрахунок вала на витривалість.

Розрахунку на витривалість передує ретельна проробка конструкції вала, так як небезпечними є не тільки ті перерізи, в яких діють найбільші моменти, але й ті, в яких є конструктивні концентратори напружень (див. п.9.3.7).

Повинні бути визначені розміри конструктивних концентраторів напру­жень, які є на валу: переходів від одного діаметра до іншого, кільцевх кана­вок для виходу шліфувального круга, шпонкових пазів. Має бути перевірена міцність шпонкових з’єднань.

9.4.1. Визначаються характеристики напружень.

- межі витривалості

для напружень згину при симетричному циклі ,

для напружень кручення при пульсуючому циклі ,

- амплітуди напружень

при симетричному циклі , при пульсуючому циклі ,

де – момент згину в небезпечному перерізі, Нм; – осьовий мо­мент опору небезпечного перерізу, м³; – полярний момент опору небез­печ­ного перерізу, м³.

Для перерізів зі шпонковими пазами

, , (9.5)

При переході від одного діаметра до іншого

, , (9.6)

де – діаметр вала небезпечного перерізу, мм; – ширина шпонкового пазу, мм; – глибина шпонкового пазу, мм.

Середні значення напружень циклів:

при симетричному ;

при пульсуючому .

9.4.2. Вибираються коефіцієнти:

– ефективні коефіцієнти концентрації напружень

при згині , при кручені , вибираються, наприклад, із [4], табл.5.11-5.12;

– масштабні коефіцієнти, які враховують зниження межі витривалості зі збільшенням розмірів вала

при згині , при кручені , вибираються, наприклад, із [4], табл.5.16;

– коефіцієнти, які враховують чутливість матеріалів до асиметрії циклу напружень

при згині , при кручені або вибира­ються, наприклад, із [2], табл.5.1.

9.4.4. Визначається коефіцієнт запасу міцності для небезпечного пере­різу.

, (9.7)

де і – коефіцієнти запасу міцності відповідно при дії згину і круче­ння; – допустиме значення коефіцієнта запасу міцності.

, . (9.8)

Для редукторних валів .

Примітка: в даному практикумі не наведені розрахунки валів на жорст­кість та коливання. Такі розрахунки потрібно виконувати для валів, що ма­ють значне відношення розмірів та великі кутові швидкості.

10. Послідовність розрахунку підшипників кочення

10.1. Вихідна схема та дані для розрахунків підшипників кочення.

10.1.1. Викреслюється розрахункова схема вала (див. п.9.3) на якій прикла­дені сили та реакції.

Приклад виконання вихідної схеми до розрахунку підшипників кочення див. рис.10.1.

Схема до розрахунку підшипників швидкохідного вала конічно-циліндричного редуктора

Рис.10.1.

10.1.2. Виписуються вихідні дані: діаметр вала під підшипник ; реакції в опорах і осьові сили ; кутова швидкість вала .

10.1.3. Визначаються результуючі радіальні реакції в кожній опорі.

, (10.1)

де і – радіальні реакції в опорі відповідно в вертикальній та го­ризонтальній площинах, Н (див. п.9.3.5). Індекс в конкретному випадку приймає позначен­ня символа, яким позначена опора.

10.2. Уточняється номер попередньо вибраного підшипника (див. п.9.3.2).

Для вибраного підшипника виписуються технічні характеристики із [4, 6, 8]:

і – відповідно динамічна і статична вантажопідйомність; – кое­фіцієнт осьового навантаження: для кулькових радіальних двохрядних сфе­ричних, роликових радіально-упорних конічних та роликових радіально-упорних конічних двохрядних – вибирається з таблиць; для кулькових раді­альних однорядних, кулькових радіально-упорних однорядних та роликових радіальних – вибирається в залежності від співвідношення і кута кон­такту тіл кочення , де – сумарне зовнішнє осьове навантаження на під­шипник.

10.3. Визначаються складові осьових реакцій в підшипниках від раді­аль­них реакцій .

Для радіально-упорних кулькових

. (10.2)

Для радіально-упорних роликових

. (10.3)