Згинаючі моменти в небезпечних перерізах

В вертикальній площині:

В горизонтальній площині:

Сумарний згинаючий момент:

Рисунок 6 - Схема навантаженя валу

Вибір матеріалу валів та розрахунок допустимих напружень

Напруження в розрахункових перерізах

Напруження в перерізі 1-1:

,

Напруження в перерізі 2-2:

Напруження в перерізі 3, яке розташовано на відстані від точки прикладання сили .

Вибір матеріала

Матеріал тихохідного вала – Сталь 45

Діаметр заготовки 100мм, твердість HB 240

Границя міцності

Границя плинності

Границя плинності при сдвигу

Границя витривалості

Границя витривалості при крученні

Для вуглецевих сталей границя плинності при згині

Коефіцієнти запасу міцності по опору пластичній деформації при згинанні та крученні

Переріз 1:

Переріз 2:

Переріз 3:

Сумарні коефіцієнти запасу міцності:

Оскільки нормальний коефіцієнт запасу міцності по опору пластичній деформації , то можна зробити висновок, що необхідна міцність при перенавантаженнях забезпечена.

Перевірочний розрахунок на опір втомленості

По даним розрахунку на опір пластичній деформації визначені коефіцієнти запасу міцності по межі текучості в трьох небезпечних перерізах.

Порівнюючи величини коефіцієнтів , , з критерієм , визначаємо необхідність перевірки перерізів вала на опір втомі. Видно, що

> 15,4, > 9,08, > 7,735

Порівняння і дозволить зробити висновок, що всі перерізи перевірки на опір втомленості не потребують.

6. Перевірочний розрахунок підшипників

Вихідні данні:

Сили:

Колова сила F_t 5411 Н

Радіальна сила F_r 2039 Н

Осьова сила 1450 Н

на консолі швидкохідному валу 6077 Н

на консолі тихохідному валу 4232 Н

Підшипники

Таблиця 3 - Підшипники

На бистрохідному валу	На тихохідному валу
Підшипник 212	Підшипник 214
d=60мм	d=70мм
D=110мм	D=125мм
В=22мм	В=24мм
С=52000Н	С=61800Н
С0=31000Н	С0=37500Н

Необхідна динамічна вантажопідйомність підшипників:

де n – частота обертання вала, с^-1;

L_h – необхідний ресурс роботи підшипника;

Р – еквівалентне статичне навантаження, Н;

де Х – коефіцієнт, який враховує небезпечну дію радіального навантаження;

Y – коефіцієнт, який враховує небезпечну дію осьового навантаження;

K_δ – коефіцієнт безпеки, K_δ=1,2.

Тихохідний вал:

Підшипник №212 радіально-шариковий однорядний.

Сумарні опорні реакції: ,отже перевіряємо точку A як більш навантажену

Перевіряємо придатність вибраного підшипника за умовою .

Отже умова виконується.

Швидкохідний вал:

Рисунок 7 – Схема дії сил на швидкохідному валу

Знайдемо реакції:

В вертикальній площині з умови

Перевірка:

м

Горизонтальна площина

Перевірка:

Для підшипників сумарні опорні реакції:

Отже перевіряємо точку B як більш навантажену

Перевіряємо придатність вибраного підшипника за умовою .

Отже умова виконується.