Файл: Курсовой проект по Детали машин и основы конструирования наименование дисциплины.docx

, [S] = 1,4[2];

S_σ и S_τ – коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям.

Значения коэффициентов S_σ и S_τ рассчитаем по формулам (с 280 [1]):

(8.40)

(8.41)

где σ_a и τ_a – амплитуды напряжений цикла, Н/мм²;

σ_m и τ_m – среднее напряжение цикла, τ_m= τ_a (с 280 [1]);

ψ_σ_D и ψ_Τ_d - коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений.

Определим амплитуды напряжений цикла по формулам (с 280 [1]):

(8.42)

(8.43)

где M_u – результирующий изгибающий момент, Н·м;

M_K – крутящий момент, M_K = T₂, Н·м;

W и W_K – моменты сопротивления сечения вала при изгибе и кручении, мм³.

Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении рассчитаем по формулам (с 280 [1]):

(8.44)

(8.45)

где σ_-1и τ_-1

– пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, σ_-1= 370 Н/мм², τ_-1 = 210 Н/мм², (табл. 12.8 [1]);

K_σD и K_τD – коэффициенты снижения предела выносливости;

Значения коэффициентов K_σD и K_τD рассчитаем по формулам (с 280 [1]):

(8.46)

(8.47)

где K_σ и K_τ – эффективные коэффициенты напряжений, K_σ =1,6, K_τ = 1,4 (табл. 12.16 [1]);

K_dσ и K_dτ – коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения, K_dσ = 0,77, K_dτ = 0,77 (табл. 12.13 [1]);

K_Fσ и K_Fτ – коэффициенты влияния качества поверхности, K_Fσ = 0,89, K_Fτ = 0,94 (табл. 12.14 [1]);

K_V – коэффициент влияния поверхностного упрочнения, K_V = 1 (табл. 12.15 [1]).

Коэффициент влияния асимметрии цикла определим по формуле (с 282 [1]):

(8.48)

где ψ_τ – коэффициент чувствительности материала к асимметрии, ψ_τ = 0,09 (табл. 12.8 [1]).

По формулам 8.44 и 8.45 рассчитаем пределы выносливости вала:

По формулам 8.40 и 8.41 рассчитаем коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:

По формуле 8.38 рассчитаем коэффициент запаса прочности в сечении:

Условие 8.39 выполнено, следовательно, сопротивление усталости вала обеспечено.

Выполним проверочный расчёт вала на статистическую прочность под колесом.

Механические характеристики стали 40Х (табл. 12.8 [1]):

σ_T = 640 H/мм²; σ_B = 790 H/мм²; τ_T = 380 H/мм²; d = 28 мм – диаметр вала под шестерней; K_П = 2,2 – коэффициент перегрузки (табл. 19.28 [1]).

9 ПРОВЕРКА ПОДШИПНИКОВ

9.1 Цель

Проверить подшипники промежуточного вала на прочность.

9.2 Расчётная схема

Рисунок 9.1 – Схема промежуточного вала с реакциями на нём

9.3 Данные для расчёта

;

;

C_r = 22,5 кН;

C₀_r= 11,4 кН.

9.4 Условие расчёта

Подшипники проверяем на долговечность по динамической грузоподъёмности.

9.5 Проверка на долговечность

Эквивалентная нагрузка на подшипники определяется по формуле (с 139 [1]):

(9.1)

где V – коэффициент вращения кольца; при вращении внутреннего кольца подшипника относительно направления радиальной нагрузки V = 1 (с 139 [1]);

K_Б – коэффициент динамичности, для редукторов всех типов K_Б = 1,2 (табл. 6.4 [1]);

K_T – температурный коэффициент, при рабочей температуре ≤ 100^оС K_T = 1 (табл. 6.5 [1]);

X и Y – коэффициенты соответственно радиальной и осевой силы.

Так как

не равны нулю, то для подшипников А и В коэффициенты X = 0,56, а коэффициенты Y = 1,99 (с 290 [1]).

Определим эквивалентную нагрузку на подшипник А:

(9.2)

Определим эквивалентную нагрузку на подшипник B:

(9.3)

Определяем долговечность наиболее нагруженного подшипника А в часах по формуле (с 141 [1]):

(9.4)

где C_r – базовая радиальная динамическая грузоподъёмность подшипника, Н;

R_E – эквивалентная динамическая радиальная нагрузка, Н;

p – показатель степени, p = 3 для шариковых подшипников (с 141 [1]);

n – частота вращения кольца, n = 290 мин^-1 – частота вращения промежуточного вала (табл. 1.2);

a₂₃ – коэффициент, характеризующий совместное влияние на долговечность особых свойств металла деталей подшипника и условий его эксплуатации, a₂₃ = 0,8 (с 142 [1]).