Назначаем длины участков тихоходного вала в зависимости от крутящегося момента [4 стр. 284]:
f 2 =120мм; e 2 =101мм;.
 |
1. Определяем реакции опор в вертикальной плоскости из условия равновесия:
;
откуда
.
Условия равновесия:
;
откуда
.
Выполним проверку из условия равновесия проекций сил на ось Y:
.
Реакции С Y и DY найдены верно.
2. Определяем реакции опор в горизонтальной плоскости из условия равновесия:
;
откуда
Условия равновесие
;
откуда
Выполним проверку из условия равновесия проекций сил на ось X:
.
Следовательно, реакции С X и DX найдены верно.
3. Радиальная нагрузка на опору С
.
Радиальная нагрузка на опору D:
.
4. Определяем изгибающие моменты в характерных сечениях вала
(используя формулы сопромата).
а) изгибающий момент в горизонтальной плоскости под подшипником С, D: 
; 
б) изгибающий момент в вертикальной плоскости под подшипником С, D: 
; 
в) изгибающий момент под колесом в горизонтальной и вертикальной плоскостях:
горизонтальная: 
; вертикальная: 
г) изгибающий момент под муфтой в обеих плоскостях: 
5. Определяем расчетный диаметр вала под подшипником С. Для этого сечения имеем:
Мгор = 0Н·м; Мвер = 162Н·м; Т2=164Н·м;
следовательно 
;
.
Тогда
.
По ГОСТ 6636-69 принимаем dC = 40мм.
Под подшипником D принимаем такой же диаметр, т.е. dC = dD = d п =40мм.
6. Определяем расчетный диаметр вала под колесом. Для этого сечения имеем:
Мгор = 33Н·м; Мвер = 69Н·м; Т2=164Н·м;
следовательно 
;
.
Тогда
.
С учетом ослабление вала шпоночной канавкой, увеличиваем диаметр вала на 10℅. Таким образом, 
.
Полученный диаметр 
округляем по ГОСТ 6636-69 с таким расчетом, чтобы диаметр под колесом
, т.е. 
37+2 39мм,
по ГОСТ 6636-69 принимаем 
= 42мм.
7. Диаметр вала под муфту определен [см. п. 5] d м = 35 мм.
Таким образом, для данного вала имеем диаметры: dC= dD= d п = 40мм, dK=42мм, d М = 35мм.
Расчет вала на выносливость
Примем, что нормальные напряжения осей изгиба изменяется по симметричному циклу, а касательные осей кручения – по пульсирующему циклу. Определим коэффициент запаса прочности для опасного сечения вала и сравним с допускаемым значением запаса. Прочность соблюдается при
S > [ S ] = 1,5…2,0.
Коэффициенты запаса определяются по формулам:
,
где 
- коэффициенты запаса соответственно по нормальным и касательным напряжениям. Они определяются по формулам:
; 
,
где 
- пределы выносливости материала вала; 
- амплитуда и среднее напряжение циклов нормальных и касательных напряжений. Для симметричного цикла нормальных напряжений 
= 0; 
- эффективные коэффициенты концентрации напряжений; 
- масштабные факторы; 
- коэффициенты качества поверхности, принимаем равным единице; 
- коэффициенты, учитывающие влияние асимметрии цикла.
Проверим на выносливость ведомый (тихоходный) вал, так как крутящий момент этого вала наибольший.
Материал вала – сталь 45, нормализация 
= 570МПа; 
= 246МПа;
= 142МПа.
Рассмотрим сечение под подшипникам на него действуют изгибающие и крутящие моменты. Концентрация напряжений вызвана напрессовкой подшипника.
Суммарный изгибающий момент:
.
Моменты сопротивления изгибу и кручению:
;
.
Коэффициенты понижения пределов выносливости:
= 1 (шлифование); 
.
Амплитуда нормальных напряжений:
.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
.
Определяем коэффициенты запаса прочности:
;
;
.
В рассматриваемом случае условие S > [ S ] = 1,5…2,0 выполняется.
Выбор и расчет подшипников
Дата: 2019-07-24, просмотров: 197.
