4.9 Перевірні розрахунки валів

Виконання умови статичної міцності гарантує відсутн6ість остаточних деформацій вала при розрахункових перевантаженнях (пускових або експлуатаційних ).

Розрахунок на втомну міцність виконують для перерізів вала де діють максимальні напруження і розміщені концентратори напружень.

Розрахунок виконується за умови .

V_max - враховує найбільше значення критеріїв необхідності розрахунку на втому, що визначаються для концентраторів напруження, які діють у перерізі вала, або припускається їх дія.

Наприклад: у перерізі де діє умовне зосередження навантаження на колесо враховується концентрація напружень від шпонкового пазу – V; від посадки колеса на вал – V₂, та від галтельного переходу – V₃. Найбільше з трьох означених V₁, V₂, V₃ порівнюють з S_T перерізу . Якщо розрахунок на втому перерізу не виконують.

Виконання умови втомної міцності гарантує роботоздатність валу на протязі розрахункового терміну.

Розрахункове знолення границі втоми обраного матеріалу враховує кількість циклів навантаження вала N за термін його використання.

Якщо - базової кількості циклів навантажень, то розрахункову границю втоми - підвищують .

У деяких перерізах валів можуть виникати тільки нормальні - , або тільки дотичні - напруження. Тоді розрахунковим є відповідний запас міцності або .

5 Особливості розрахунків при підборі радіально-упорних підшипників

Розрахункове еквівалентне навантаження на підшипник - Р визначається згідно з радіальним - F_ri і осьовим - зовнішнім навантаженням.

P_i=(XVF_ri+YF_ai)K_дK_т

- є рівнодіючою від реакції опори , на дію сил в горизонтальній і вертикальній площині

(5.1)

- визначається за умови рівноваги всіх основних сил, що діють на вал (рис 5.1):

• осьових сил в зачепленні передач - , та осьових складових , від дії радіального навантаження на опору , , а також умов сумісної роботи кілець підшипників в опорах А і Б.

і F_аБ F_SБ (5.2)

за допомогою метода припущень.

Рисунок 5.1 - Схема до розрахунку підшипників опор проміжного вала двоступінчастого циліндричного редуктора

Рівняння рівноваги вала F_aA+F_a2 = F_a1+F_aБ (5.3)

Якщо при F_aA=F_sA з рівняння рівноваги вала

_FaБ=F_sA+F_a2-F^/_a1  F_sБ, то F_aБ і F_aA визначено вірно.

Якщо F_aБ  F_sБ, то осьові навантаження визначають за другим припущенням - F_aБ=F_sБ, а F_aA з рівняння рівноваги вала.

; якщо , то визначення є вірним.

Осьове навантаження на опору А визначається з рівняння рівноваги вала.

F_aA=F^/_a1+F_sБ-F_a2  F_{sA; якщо} .

Визначення осьового навантаження на підшипники “фіксуючої” опори Б проміжного вала циліндро-черв’ячного редуктора (рис.5.2) можлива, якщо відомий розподіл радіального навантаження F_2Б між встановленими підшипниками в опорі.

Рисунок 5.2 - Схема до розрахунку підшипників опор проміжного вала двоступінчастого циліндро-черв’ячного редуктора

Розподіл залежить від співвідношення зовнішньої осьової сили , радіального навантаження на опору , та кута

тиску радіально-упорного підшипника, що вибраний посередньо.

Якщо критерій розподілу для кулькових підшипників або для роликових, то радіальне навантаження сприймається обома підшипниками, а розподіл визначається співвідношенням (табл.5.1) з урахуванням, що . Визначивши осьові складові та радіальних навантажень та виконують розрахунки згідно згідно з наведеними вище особливостями для радіально-упорних підшипників.

Якщо , або <0,524 для, відповідно, кулькових та роликових підшипників.

Тоді , де

Критерії та коефіцієнти розподілу радіального навантаження

між підшипниками “фіксуючих” опор при дії осьового навантаження дивись Табл. 5.1.

Таблиця 5.1 - Критерії та коефіцієнти розподілу радіального навантаження

для кулькових підшипників		для роликових підшипників
-	1.0	-	1.0	0.5	0.5
2.040	0.477	2.389	0.570	0.6	0.4
1.092	0.212	1.21.	0.306	0.7	0.3
0.800	0.078	0.823	0.142	0.8	0.2
0.671	0.017	0.634	0.043	0.9	0.1
0.600	0	0.524	0	1.0	0

Примітка. відносна довжина навантаженої ділянки дорожки кочення підшипника.

Проміжні значення критерія і коефіцієнтів визначити інтерполяцією.Результати підбору підшипників і розрахунку їх характеристик навести у відповідності з [18] у підсумкових даних таблиця 5.2.

Таблиця 5.2- Підсумкові дані підбору і розрахунку підшипників

Схема встановлення	Ескіз переріза підшипника з розмірами
Підшипників	№ підшипника, довговічність Lh, годин
у опорах валів	Опора
Редукторів	А	Б
Швидкохідний вал А Б а) б) в) г) д) е)
Проміжний вал а) б) в) г)
Тихохідний вал А) Б) В)