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.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|