Сделай Сам Свою Работу на 5

Расчёт подшипников 3-го вала

 

Выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338-75) 310 средней серии со следующими параметрами:

 

d = 50 мм - диаметр вала (внутренний посадочный диаметр подшипника);

D = 110 мм - внешний диаметр подшипника;

C = 65,8 кН - динамическая грузоподъёмность;

Co= 36 кН - статическая грузоподъёмность.

 


Рис. 14. Шарикоподшипник радиальный однорядный.

 

Радиальные нагрузки на опоры:

PrE= RE+ RE(м2)= 558,75 + 1687,765 = 2246,515 H;

PrF= RF+ RF(м2)= 558,75 + 664,877 = 2465,294 H.

Здесь RE(м2)и RF(м2)- реакции опор от действия муфты.

Будем проводить расчёт долговечности подшипника по наиболее нагруженной опоре "F".

Эквивалентная нагрузка вычисляется по формуле:

 

Рэ= (Х · V · PrF+ Y · Pa) · Кб· Кт,

 

где - PrF= 2465,294 H - радиальная нагрузка; Pa= Fa= 0 H - осевая нагрузка; V = 1 (вращается внутреннее кольцо подшипника); коэффициент безопасности Кб= 1,6 (см. табл. 9.19[1]); температурный коэффициент Кт= 1 (см. табл. 9.20[1]).

 

Отношение 0; этой величине (по табл. 9.18[1]) соответствует e = 0,19.

 

Отношение 0 £ e; тогда по табл. 9.18[1]: X = 1; Y = 0.

 

Тогда: Pэ= (1 · 1 · 2465,294 + 0 · 0) · 1,6 · 1 = 3594,424 H.

Расчётная долговечность, млн. об. (формула 9.1[1]):

 

L = = = 6134,65 млн. об.

 

Расчётная долговечность, ч.:

 

Lh= 2552847,983 ч,

 

что больше 10000 ч. (минимально допустимая долговечность подшипника), установленных ГОСТ 16162-85 (см. также стр. 220[1]), здесь n3= 40,051 об/мин - частота вращения вала.


Таблица 12. Подшипники.

Валы Подшипники
1-я опора 2-я опора
Наименование d, мм D, мм Наименование d, мм D, мм
1-й вал подшипник роликовый конический однорядный (по ГОСТ 333-79) 7306 средней серии подшипник роликовый конический однорядный (по ГОСТ 333-79) 7306 средней серии
2-й вал подшипник роликовый конический однорядный (по ГОСТ 333-79) 7207 легкой серии подшипник роликовый конический однорядный (по ГОСТ 333-79) 7207 легкой серии
3-й вал шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338-75) 310средней серии шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338-75) 310средней серии

 


Расчёт валов



Расчёт моментов 1-го вала

 

Mx1= 0 Н · мм

My1= 0 Н · мм

Mм1= 0 Н · мм

M1= = = 0 H · мм (11.1)

 

Mx2= 0 Н · мм

My2= 0 Н · мм

Mм2= (11.2)

Mм2= = 47520 H · мм

M2= = = 47520 H · мм (11.3)

 

Mx3= (11.4)

Mx3= = -11096,224 H · мм

My3= (11.5)

My3= = -37804,95 H · мм

Mм3= (11.6)

Mм3= = 0 H · мм

M3= = = 39399,752 H · мм (11.7)

 

Mx4' = (11.8)

Mx4' = = 2018,621 H · мм

Mx4" = 0 Н · мм

My4= 0 Н · мм

Mм4= 0 Н · мм

M4' = = = 2018,621 H · мм (11.9)

M4" = = = 0 H · мм (11.10)


Эпюры моментов 1-го вала

           
   
 
 
   
 

 

       
 
 
   

Расчёт 1-го вала

 

Крутящий момент на валу Tкр.= T1= 18319,511 H·мм.

Для данного вала выбран материал: сталь 45. Для этого материала:

- предел прочности sb= 780 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба

s-1= 0,43 · sb= 0,43 · 780 = 335,4 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле кручения

t-1= 0,58 · s-1= 0,58 · 335,4 = 194,532 МПа.

 

1 - е с е ч е н и е.

 

Диаметр вала в данном сечении D = 25 мм. Это сечение при передаче вращающего момента через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

 

St= , где: (11.11)

 

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

 

tv= tm= = 0,5 · = 3,433 МПа, (11.12)

 

здесь

 

Wк нетто= (11.13)

 

Wк нетто= = 2667,962 мм3

 

где b=10 мм - ширина шпоночного паза; t1=5 мм - глубина шпоночного паза;

- yt= 0.1 - см. стр. 166[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- kt= 1,7 - находим по таблице 8.5[1];

- et= 0,83 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

 

St= 25,623.

 

Радиальная сила муфты, действующая на вал, найдена в разделе "Выбор муфт" и равна Fм1= 148 Н. Приняв у вала длину посадочной части равной длине l = 148 мм, Находим изгибающий момент в сечении:

Mизг.= Tм1· l / 2 = 396 · 148 / 2 = 29304 Н·мм. (11.14)

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

 

Ss= , где: (11.15)

 

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

 

sv= 25,842 МПа, (11.16)

 

здесь

 

Wнетто= (11.17)

Wнетто= = 1133,981 мм3,

 

где b=10 мм - ширина шпоночного паза; t1=5 мм - глубина шпоночного паза;

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

 

sm= 0 МПа, где (11.18)

 

Fa= 0 МПа - продольная сила в сечении,

- ys= 0,2 - см. стр. 164[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- ks= 1,8 - находим по таблице 8.5[1];

- es= 0,92 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

 

Ss= 6,435.

 

Результирующий коэффициент запаса прочности:

 

S = = = 6,241 (11.19)

 

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

 

2 - е с е ч е н и е.

 

Диаметр вала в данном сечении D = 30 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом (см. табл. 8.7[1]).

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

 

Ss= (11.20)

 

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

 

sv= 17,927 МПа, (11.21)

 

здесь

 

Wнетто= 2650,719 мм3 (11.22)

 

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

 

sm= 0,131 МПа, (11.23)

здесь: Fa= 92,523 МПа - продольная сила,

 

- ys= 0,2 - см. стр. 164[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- s= 2,805 - находим по таблице 8.7[1];

Тогда:

 

Ss= 6,467.

 

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

 

St= где: (11.24)

 

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

 

tv= tm= (11.25)

tv= tm= = 1,728 МПа,

 

здесь

 

Wк нетто= 5301,438 мм3 (11.26)

 

- yt= 0.1 - см. стр. 166[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- = 2,023 - находим по таблице 8.7[1];

Тогда:

 

St= 51,509.

 

Результирующий коэффициент запаса прочности:

 

S = = = 6,417 (11.27)

 

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

 



©2015- 2018 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.