8.2. Конструирование крышек подшипников
Крышку крепления выбираем привертную.
1. Крышка быстроходного вала.
Толщина стенки, σ=6мм;
Диаметр винтов, d=8;
Число винтов, z=4;
Dф=D + (4…4,4)·d=72 + (4…4,4)·8≈106мм;
Dп= Dф + 4…6=106 + 4…6≈110мм.
2. Крышки промежуточного вала.
Толщина стенки, σ=7мм;
Диаметр винтов, d=10;
Число винтов, z=6;
Dф=100 + (4…4,4)·8≈140мм;
Dп= 140 + 4…6≈144мм.
3. Крышка тихоходного вала.
Толщина стенки, σ=7мм;
Диаметр винтов, d=8;
Число винтов, z=6;
Dф=120 + (4…4,4)·8≈160мм;
Dп= 160 + 4…6≈164мм.
8.3. Выбор опоры соосно-расположенных валов
Отверстия под подшипники выполняем непосредственно во внутренней стенке корпуса. Обработку отверстий ведут с двух сторон, образуя заплечики для подшипников обоих отверстиях. Это создаст определенные трудности при обработке. Однако при таком исполнении может быть достигнута наиболее высокая точность установки подшипников.
9. Расчет валов на статическую прочность и сопротивление
усталости
9.1. Расчет быстроходного вала
Сталь 40Х, sВ=790, sТ=640, s-1=370, sτ-1=210, ψτ=0,1.
где sВ – предел прочности;
sТ – предел текучести;
s-1, sτ-1 - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения;
ψτ – коэффициент чувствительности к асимметрии цикла;
Определим запас прочности вала в сечении со шпоночным пазом.
Расчет проведем по следующим зависимостям:
,
;
где Sσ и Sτ – коэффициент запаса по нормальным напряжениям
,
;
где σa и τa – амплитуды напряжений цикла;
tm – среднее напряжение цикла;
;
;
W и Wк выбираем в зависимости от диаметра вала сечения ([4], c.168, табл. 10.6).
Пределы выносливости в рассматриваемом сечении
s-1D = s-1/КsD, t-1D = t-1/ КtD,
КsD, КtD – коэффициенты снижения предела выносливости.
Значения КsD ,КtD вычисляются по зависимостям
КsD = (Кs/ Кds + 1/ КFs - 1)/ КV,
КtD = (Кt/ Кdt + 1/ КFt - 1)/ КV,
где Кs, Кt - эффективные коэффициенты концентрации напряжений;
Кds, Кdt - коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения;
КFs, КFt - коэффициенты влияния качества поверхности;
КV - коэффициент влияния поверхностного упрочнения.
Кs = 1,7; Кt = 2,05; КFσ=1; КFσ=1; Кdσ = 0,77; Кdτ = 0,77; Кv=1;
КsD =2,2
КtD =2,66
s-1D = 370/2,2=168, t-1D = 230/ 2,66=86,46;
ψτD = ψτ/ КtD=0,1/2,66=0,04
,
что в пределах нормы.
Определим запас прочности вала в сечении под подшипник.
Кs/КtD =3,5; Кt/Кdσ =2,2
s-1D = 370/3,5=105,7; t-1D = 230/ 2,2=104,5;
ψτD = ψτ/ КtD=0,1/2,6=0,04
-
что в пределах нормы.
Расчет на статическую прочность ( в сечении под подшипник).
20,6<<512
Таким образом, статическая прочность обеспечена с большим запасом.
9.2. Расчет промежуточного вала
Сталь 40Х, sВ=790, sТ=640, s-1=370, sτ-1=210, ψτ=0,1.
Определим запас прочности вала в сечении со шпоночным пазом:
Кs = 1,6; Кt = 1,9; КFσ=1; КFσ=1; Кdσ = 0,73; Кdτ = 0,73; Кv=1;
КsD =2,2; КtD =2,6;
s-1D = 370/2,2=168, t-1D = 230/ 2,6=86;
ψτD = 0,1/2,6=0,04
,
что в пределах нормы.
Расчет на статическую прочность.
Расчет проведем в наиболее опасном сечении.
42,85<<512
Таким образом, статическая прочность обеспечена с большим запасом.