8 Подбор подшипников качения
8
.1
Ведущий вал
Из предыдущих расчётов имеем:
Ft= 1857,9 Н
Fr= 676,21 Н
Fв= 641,77 Н
Раскладываем силу Fвна составляющий в вертикальнойFвуи горизонтальнойFвхплоскостях:
Реакции опор:
В плоскости XZ:
Проверка:
В плоскости YZ:
Проверка:
Суммарные реакции:
Подбираем подшипники по более нагруженной опоре 1
Эквивалентная нагрузка:
V=1 (вращается внутреннее кольцо)
КБ=1,5 [1, с 322]
КТ=1 [1, с 322]
X=1 (таблица 16.1 [1, с 323])
Y=0
Расчётная долговечность, млн.об:
а1=1 – коэффициент надёжности при 90%-ной надежности [1, c 320]
a23=0,7 – коэффициент, учитывающий влияние качества подшипника и качество его эксплуатации [1, с 320]
млн.об
Расчёт на долговечность, ч:
n1=470,99 – частота вращения ведущего вала
8.2 Ведомый вал
Ведомый вал несёт нагрузки:
Ft=1857,9 Н
Fr=676,21 Н
Реакции опор:
В плоскости XZ
В плоскости YZ
Суммарные реакции
Эквивалентная нагрузка:
V=1 (вращается внутреннее кольцо)
КБ=1,5 [1, с 322]
КТ=1 [1, с 322]
X=1 (таблица 16.1 [1, с 323])
Y=0
Расчётная долговечность, млн.об:
а1=1 – коэффициент надёжности при 90%-ной надежности [1, c 320]
a23=0,7 – коэффициент, учитывающий влияние качества подшипника и качество его эксплуатации [1, с 320]
млн.об
Расчёт на долговечность, ч:
n2=101,27 – частота вращения ведомого вала
9 Подбор и проверочный расчёт шпонок
9.1 Выбираем шпонки призматические со скруглёнными торцами (таблица 5.1 [1, с 98])
Ведущий вал
D= 28мм
bh= 87 мм
l= 32 мм
t1= 4 мм – глубина паза вала
t2= 3,3 мм – глубина паза втулки
ВЕДОМЫЙ ВАЛ
D= 34 мм
bh= 108 мм
l= 50 мм – (при длине ступени полумуфты МУВП 58 мм (таблица 11.5[2, с 277]))
t1= 5 мм – глубина паза вала
t2= 3,3 мм – глубина паза втулки
D= 45 мм
bh= 149 мм
l= 56 мм
t1= 5,5 мм – глубина паза вала
t2= 3,8 мм – глубина паза втулки
9.2 Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице [] = 100120 Мпа
9.3 Расчётные напряжения смятия шпонки для ведущего вала
9.4 Расчётные напряжения смятия шпонки для ведомого вала.
Из двух шпонок под зубчатым колесом и под полумуфтой более нагруженная вторая (меньше диаметр вала и поэтому меньше размеры поперечного сечения шпонки )
10 Уточнённый расчёт ведомого вала
10.1 Консольная сила
10.2 Материал вала (таблица 14.1 [1, с 284])
Принимаем сталь 45. Диаметр заготовки неограничен. Твердость не ниже 200 НВ, в=560 Н/мм2;-1= 250 Н/мм2;-1=150 Н/мм2
10.3 Реакция опор в горизонтальной плоскости от силы Ft
10.4 Строим эпюру изгибающих моментов Мr
10.5 Реакция опор в вертикальной плоскости от силы Fr
10.6 Строим эпюру изгибающих моментов Мв
10.7 Реакции опор от консольной силы Fк
Проверка:
10.8 Строим эпюру изгибающих моментов Мfк от силыFк
10.9 Строим эпюру крутящих моментов Мк2
Мк2=Т2=176,52 Нм
10.10 В соответствии с эпюрами изгибающих Мr, Мв, Мfк, и крутящего моментов предположительно опасными сечениями вала, подлежащему проверке на сопротивление усталости, являются сеченияI-I иII-II
10.11 Коэффициент запаса прочности в сечении I-I
10.11.1 Суммарный изгибающий момент
Крутящий момент сечения Тк2=176,52Нм
10.11.2 Осевой момент сопротивления сечения с учётом шпоночного паза
10.11.3 Полярный момент сопротивления сечения с учётом шпоночного паза
10.11.4 Амплитуда нормальных напряжений при симметричном цикле
10.11.5 Амплитуда касательных напряжений при отнулевом цикле
10.11.6 Эффективный коэффициент концентрации напряжений для вала со шпоночным пазом, выполненным концевой фрезой (таблица 1.2[1, с 22])
К=1,86
К=1,52
Коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения
Кd=0,83 (таблица 1.3 [1, с 23])
Коэффициент влияния шероховатости поверхности
Кf=0,94 – приRa= 0,8 мкм (таблица 1.5 [1, с 24])
Коэффициент влияния поверхностного упрочнения
Кv=1
10.11.7 Коэффициент концентрации напряжений для вала в сечении I-I
10.11.8 Коэффициенты запаса прочности в сечении I-Iпо нормальным и касательным напряжениям
10.11.9 Расчётный коэффициент запаса прочности в сечении I-I
10.12 Коэффициент запаса прочности в сечении II-II
10.12.1 Суммарный изгибающий момент
МuII= Мfк2=122,9 Нм
10.13.2 Осевой и полярный моменты сопротивления сечения
10.12.3 Амплитуда нормальных напряжений при симметричном цикле
10.12.4 Амплитуда касательных напряжений при отнулевом цикле
10.12.5 Концентрация напряжений обусловлена посадкой на валу внутреннего кольца подшипника с натягом
(таблица
1.4 [1, с 23])
(таблица
1.4 [1, с 23])
Кf=1 – приRa= 0,4 (таблица 1.5 [1, с 24])
Кv=1
10.12.6 Коэффициенты концентрации напряжений для вала в сечении II-II
10.12.7 Коэффициенты запаса прочности в сечении II-II
10.12.8 Расчётный коэффициент запаса прочности в сечении II-II
Прочность вала в сечениях I-IиII-IIобеспечивается