Проверка долговечности подшипников
8.1 Проверка долговечности подшипников ведущего вала
Из предыдущих расчётов имеем:
Ft=6.952*103 Н;
Fr=362,96 Н;
Fa=209,982Н
Fтц=3,681
Из 1-го этапа компоновки L1=63 L2=66 L3=
В плоскости Rx1
В плоскости уz
Выполним проверку
Намечаем радикальные шариковые подшипники (с 308 П3) Выбираем подшипник 304 и смотрим его характеристики :
d=20мм D=52мм B=15мм C=15.9кН C0=7.8 кН r=2
Эквивалентную нагрузку рассчитываем по формуле ( 9,3)
Н
А отношение Pa / C0 =209.9/7800=0.027 этой величине по таблице (9,18) соответствует е=0,22
Отношение Pa/Pr1=209.9/472.2=0.444>e X=0.56 Y=1.99
P0=(0.56*472.2+1.99*209.9)=264.4+417.7=682.1
Расчет долговечности млн.об. (формула 9,1)
мил.об
Расчёт долговечности в часах
Что соответствует ГОСТ 16162-85
8.2 Проверка долговечности подшипников ведомого вала
Ведомый вал несёт такую же нагрузку как и ведущий
Н
Нагрузка на вал от цепной передачи
Составляющей этой нагрузки
Из первого этапа компоновки
Реакция опоры в плоскости Хz
Проверка
В плоскости уz
Проверка
Суммарные реакции
Выбираем подшипник по более нагруженной опоре . Шариковый радиальный подшипник 307 средней серии (см таблицу П3 стр. 394)
Это соответствует таблице 9,18 е=0,19 (получаем интерполяцию)
0,027<е , следовательно Х1=1 Y1=1 Поэтому :
Pэ= 7,879*103*1*1,2*1=9,455*103
Расчёт долговечности млн. об.
Расчетная долговечность в часах n=75 об/мин
Вывод :
Срок службы подшибника 304 ведущего вала Lh=19.17*103
Срок службы подшибник 307 ведомого вала Lh=9,62*103
Проверка прочности шпоночных соединений
Проверка прочности шпоночных соединений
Шпонки призматические со скруглёнными торцами. Материал шпонок – сталь45 нормализованная. (см. таблицу 8,9)
Напряжения смятия и условие прочности
Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице
=100-120
МПа;
Ведущий вал:
Нм
d=25мм, b-h-l=8-7-56 мм; t1=4,0 мм;
МПа<
Ведомый
вал. Проверяем шпонку под зубчатым
колесом:
d=40 мм, b-h-l=12-8-40 мм, t1=5 мм; Т2=59950 Нм;
МПа<
Проверяем
шпонку на выходном конце вала:
d=32 мм, b-h-l=10-8-50; t1=5 мм;
МПа<
;
10.Уточнённый расчёт валов
Ведущий вал. Материал вала тот же, что и для шестерни
(шестерня выполнена за одно целое с валом), т.е. сталь45,
термообработка-улучшение.
Предел
прочности
=780Мпа.
Пределы выносливости:
=0,43
=0,43*780=335.4
Мпа;
=0,58
=0,58*400=194.5
Мпа;
Сечение А-А. В этом сечении при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту возникают только касательные напряжения. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.
Коэффициент запаса прочности
n=
;
-эффективный
коэффициент концентрации касательных
напряжений;
-
масштабный
фактор;
-
коэффициент;
для углеродистых и легированных сталей =0,1; [4, c.166];
,
-
амплитуда и среднее напряжение отнулевого
цикла
;
T1 – крутящий момент на ведущем валу;
-
момент сопротивления кручению;
При диаметре вала d=20 мм;
ширине шпонки b=6 мм;
глубине шпоночного паза на валу t1=3,5 мм
=
мм
Нм;
Н/мм
при
=780
Мпа
;
при
диаметре вала d=20
мм и используемой стали 45
;
(определено
ранее);
Приняв у ведущего вала длину посадочной части под муфту равной длине полумуфты l = 34 мм, получим изгибающий момент в сечении А-А от консольной нагрузки
Амплитуда нормальных напряжений изгиба [2. с. 314]
m = 0 – среднее напряжение.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям [4, c. 163, 166]: k = 2.76, =0.83.
Результирующий коэффициент запаса прочности
Такой большой коэффициент запаса прочности объясняется тем, что диаметр вала был увеличен при конструировании для соединения его стандартной муфтой с валом электродвигателя.
По той же причине проверять прочность в сечении Б-Б и В-В нет необходимости.
Ведомый вал. Материал-;сталь45, термообработка-нормализация.
предел прочности =590 Мпа.
Пределы выносливости: =0,43 =0,43*590=254 Мпа;
=0,58 =0,58*254=147 Мпа;