Расчёт быстроходного вала на прочность.
Рис.1
Дано: Fр=1994,3 H;
Ft=1874 H;
Fr=682,1 H;
T=65,59 H*м;
a=0.082 м;
в=0.055 м;
c=0.155м.
Материал вала – сталь 40Х
По табл.10.3. [1] при диаметре до 120 мм среднее значение σв = 950МПа, στ=700 МПа
7.1 Расчёт реакций опор
Рассчитаем реакции в опорах А и В (в вертикальной плоскости X) :
Проверка: -3297,84+3076,8+1874-1652,92=0
Рассчитаем реакции в опорах А и В (в горизонтальной плоскости Y):
Проверка: 503,45-682,1+178,65=0
Рассчитаем суммарные изгибающие моменты
, где - суммарный изгибающий момент, Н*м
м
Рассчитаем эквивалентные моменты
, где Мэкв. – эквивалентный момент, Н*м
a = 0,75, т.к. передача нереверсивная
ТК – крутящий момент, Нм
7.2 Проверка статической прочности вала Быстроходного вала
(7.1)
где - эквивалентное напряжение, МПа
- напряжение изгиба при перегрузках, МПа
- напряжение кручения при перегрузках, МПа
- предельное допускаемое напряжение, МПа
; ; (7.2)
где d – диаметр вала в опасном сечении
- предел текучести материала, сталь 40Х
7.3 Расчет вала на сопротивление усталости быстроходного вала
Самое опасное сечение II-II, внутреннее кольцо подшипника установлено на валу с натягом, поэтому концентратор напряжений – посадка с натягом.
Рассчитаем запас сопротивления усталости в опасном сечении II-II
(7.3)
где, S – общий запас сопротивления усталости
- запас сопротивления усталости по изгибу
- запас сопротивления усталости по кручению
- допускаемый запас сопротивления усталости
(7.4)
где - пределы выносливости, МПа
-предел выносливости,
- коэффициенты корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости
= 0,21 МПа
σ m – среднее напряжение цикла нормальных напряжений σ m =
- амплитуды переменных составляющих циклов напряжений, МПа
(7.5)
, -коэффициенты концентрации напряжений в опасном сечении при изгибе
и кручении
Вид механической обработки – шлифование чистовое.
- эффективные коэффициенты концентрации напряжения при изгибе и кручении.
, -коэффициенты, учитывающие размеры вала (масштабный фактор)
- фактор шероховатости, =0,935 табл. 10.8 [1.стр189]
- коэффициент, учитывающий наличие поверхностного упрочнения =1
По таблице 10.10 [1стр190] находим:
=0,78
=0,67
Т.к. S > 1.5, то специальный расчет на жесткость не производится.
8. Проверочный расчёт подшипников быстроходного вала на долговечность.
Рис.1
Исходные данные:
«Подшипник 208 ГОСТ 8338-75»
Грузоподъёмность
Сr=38.9кН
3117.7 H
1662,5 H
H
ч
n – частота вращения
1 Выполняем расчет для левой опоры как наиболее нагруженной
(8.1)
где -условная постоянная радиальная нагрузка, H
- радиальная и осевая нагрузки,H
- коэффициенты радиальной и осевой нагрузки
- коэффициент вращения
- коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки
- коэффициент температурный
, , У=0
2 Выполним расчёт ресурса подшипника
где - динамическая грузоподъёмность, H
-частота вращения вала, мин-1
Поиск по сайту:
|