, (9.3)
где = 129,8 мин^–1 – частота вращения тихоходного вала;

С = 81900 Н – динамическая грузоподъемность подшипника тихоходного вала, определенная в разделе 7 (таблица 7.2);

Р – приведенная нагрузка, Н, которая для постоянного режима нагружения определяется по зависимости
, (9.4)
где V– коэффициент, учитывающий, какое кольцо подшипника вращается.

При вращении внутреннего кольца подшипника V = 1;

С_р – коэффициент режима нагрузки (С_р = 1,2);

К_Т – температурный коэффициент, можно принять .

Приведенная нагрузка по формуле (9.4) равна
.
Долговечность подшипника по формуле (9.3) равна
^.

Расчетная долговечность подшипника должна быть не меньше ресурса привода . В нашем случае при сроке службы привода – 3,5 года, двухсменной работе (16 часов) и 260 рабочих днях в году ресурс привода равен
= 3,5·16·260 = 14560 час.
Если расчетная долговечность подшипников меньше допускаемой, то выбираем более тяжёлую серию подшипников.

В данном случае L_h > .

10 Проверочный расчет тихоходного вала
Цель проверочного расчета состоит в проверке соблюдения следующего неравенства в опасном сечении вала
, (10.1)
где – расчетный и допускаемый коэффициент запаса прочности для валов общего назначения не менее 2,5.

---

Опасным будем считать сечение вала, где возникают наибольшие изгибающие и крутящие моменты. В нашем случае таким сечением является сечение в опоре В (рисунок 8).

Расчетный коэффициент запаса прочности равен
, (10.2)
где коэффициенты запаса прочности соответственно по нормаль- ным и касательным напряжениям, рассчитываемые по формулам:

,

, (10.3)
где пределы выносливости материала вала при симметричных циклах изгиба и кручения, МПа. Выбираем материал вала – сталь 40Х, термообработка – улучшение: _т =750 МПа, _В = 900 МПа. Тогда пределы выносливости материала вала определяются по эмпирическим зависимостям

,

, (10.4)
эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении в опасном сечении, которые выбираются по виду концентратора напряжений. Определим соотношение размеров: t/r = 3,5/1,0 = 3,5; r/d =1/60 = 0,017. Учитывая, что для материала вала = 900 МПа, определим коэффициенты интерполированием по данным таблицы 22 МУ
;

 – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности вала. Его значение принимают  = 0,9 или  = 1,0;

– масштабные факторы для нормальных и касательных напряжений, выбираемые интерполированием по данным таблицы 22 МУ. В нашем случае ;

---

– амплитуды циклов напряжений, МПа;

– средние значения циклов напряжений, МПа;

– коэффициенты, учитывающие влияние среднего напряжения цикла на коэффициент запаса прочности.

Напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, поэтому амплитуда σ_а , МПа, и среднее значение цикла , МПа, равны
σ_а = ; , (10.5)
где – максимальный изгибающий момент, Н мм, в опасном сечении вала (см. эпюру изгибающих моментов, рисунок 8);

– момент сопротивления сечения, мм³, который равен: для круглого сплошного сечения вала , а для сечения со шпоночным пазом
, (10.6)
где d– диаметр вала в опасном сечении.

В нашем случае опасное сечение вала – сплошное, амплитуда цикла , МПа, определяется по формуле
. (10.7)


Напряжения кручения при нереверсивном вращении вала изменяются по отнулевому циклу, поэтому амплитуда , МПа, и среднее значение цикла , МПа, равны
, (10.8)
где Т₃ – крутящий момент в опасном сечении вала, Нмм, (см. эпюру крутящих моментов, рисунок 8);

W_р – полярный момент сопротивления сечения

---

, мм³, который равен: для круглого сплошного сечения вала , а для сечения со шпоночным пазом
, (10.9)
где – диаметр вала, мм, в опасном сечении вала, а размеры шпоночного паза приведены в таблице Б.8 МУ.

В нашем случае (опасное сечение вала – сплошное), для которого
, (10.10)
Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям равны по формулам (10.3)
;
.
Определяем расчетный коэффициент запаса прочности по формуле (10.2)

.
Расчетный коэффициент запаса прочности больше допускаемого по условию (10.1), значит, вал работоспособен.

11 Выбор шпонок и проверка шпоночных соединений на прочность
Выбор сечения шпонки осуществляется по диаметру вала d. Длина шпонки выбирается на 5 мм или на 10 мм короче длины ступицы сопрягаемой с валом детали из стандартного ряда. Выбранная шпонка проверяется на смятие по условию прочности
, (11.1)
где – расчетное напряжение смятия, МПа, определяемое по формуле

, (11.2)
где Т_i– вращающий момент передаваемый валом, Нмм;

– размеры соединения, мм;

– расчетная длина шпонки, мм (таблица Б.8), которая для призматической шпонки с закругленными торцами равна
; (11.3)

---

– допускаемое напряжение смятия (для стальной ступицы от 100 МПа до 120 МПа).

Проверим на прочность шпонку под звездочкой. Для диаметра тихоходного вала под звездочкой d_в1= 55 мм по таблице Б.8 МУ выбираем сечение шпонки b· h = 16 мм · 10 мм. Глубина шпоночного паза в быстроходном валу редуктора t₁ = 6 мм. Длина шпонки согласовывается с длиной ступицы звездочки, которая равна 80 мм. Выбираем длину шпонки . Тогда по зависимости (11.3): мм.

Проверим выбранную шпонку на смятие

^.
Видим, что действительное напряжение смятия меньше допускаемого. Значит, выбранная шпонка работоспособна.

Проверим на прочность шпонку под полумуфтой. Для диаметра быстроходного вала d_в2= 36мм выбираем сечение шпонки b · h =10 мм · 8 мм. Глубина шпоночного паза в валу ре­дуктора t₁ = 5 мм. Длина шпонки согласовывается с длиной ступицы полумуфты, которая равна 80 мм. Выбираем длину шпонки l = 70 мм. Тогда 1_р = 70 – 10 = 60 мм.

Проверим выбранную шпонку на смятие


Напряжение смятия меньше допускаемого. Зна­чит, выбранная шпонка работоспособна.

Проверим на прочность шпонку под зубчатым колесом. Для диаметра тихо­ходного вала под зубчатым колесом d_к = 70 ммвыбираем сечение шпонки b · h =

= 20 мм · 12 мм. Глубина шпоночного паза в тихоходном валу редуктора t₁ = 7,5 мм. Длина шпонки согласовывается с длиной ступицы зубчатого колеса, которая равна 80 мм. Выбираем дли­ну шпонки l = 70 мм. Тогда 1_р= 70 – 12 = 58 мм.

Видим, что действительное напряжение смятия меньше допускаемого. Зна­чит, выбранная шпонка работоспособна

---

Смотрите также файлы

• мусор. Net.docx

• Особенности экономического развития россии в пореформенный период.docx

• Построение моделей идентификации.doc

• Реферат Таырыбы Титриметриялы анализ. Орындаан Кшербаева А.. химия31 студенті Мамандыы.docx

• Сталинградская битва. Начало коренного перелома. 17 Июля1941 2 февраля 1942 Период коренного перелома (Коренной перелом) радикальное изменение сил в ходе Великой Отечественной войны,.docx