Проверка подшипников ведущего вала

Так как частота вращения ведущего вала об/мин, проверку предварительно подобранного подшипника проводим по динамической грузоподъёмности . Предварительно был подобран подшипник шариковый радиальный однорядный номер 105 с динамической грузоподъёмностью 11,2 кН (табл. 4.3).

, (8.1)

где Q – эквивалентная динамическая нагрузка, Н; n₁ – число оборотов вала, об/мин; L_h – долговечность (ресурс) привода, ч.

. (8.2)

V – коэффициент вращения, при вращающемся внутреннем кольце подшипника V =1, k_б =1,5– коэффициент безопасности; k_т =1 – температурный коэффициент.

Радиальная сила в этом случае определяется по формуле

, (8.3)

где a_w=20^о - угол зацепления.

Н.

Определяем эквивалентную нагрузку

,

где V = 1 - динамический коэффициент; k_б = 1,3 - коэффициент безопасности; k_т = 1 - температурный коэффициент.

Н.

< С_r = 7,36 кН

Предварительно подобранный подшипник подходит.

8.2. Ведомый вал. Проверяем предварительно выбранный подшипник 106, по динамической грузоподъемности

кН< С_r = 7,9 кН

Предварительно подобранный подшипник подходит.

 

 

Уточнённый расчёт валов на выносливость

Ведущий вал.

Изгибающий момент (рис. 9.1)

где (мм) - расстояние между точками приложения реакций в подшипниках.

(Н´мм).

Наиболее нагруженное сечение под шестерней.

Концентратором напряжений является шпоночный паз.

Нормальные напряжения в сечениях вала изменяются по симметричному циклу, тогда постоянное напряжение цикла s_m=0, а амплитуда цикла

МПа,

где мм³ - осевой момент сопротивления сечения вала со шпоночным пазом [8, табл. 6.15, cтр. 158].

Касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу, поэтому

МПа,

где мм³ - полярный момент сопротивления сечения.

Предел выносливости материала вала при симметричном цикле напряжения изгиба для стали 45, термообработка улучшение [8, табл. 3.1, cтр. 49]:

s_-1=335 МПа,

Предел выносливости материала вала при симметричном цикле напряжения кручения:- t_-1=0,58s_-1=194 МПа.

По таблице [8, таблица 6.16, стр. 159] определяем эффективные коэффициенты концентрации напряжений для шпоночного паза, выполненного концевой фрезой:

Н/мм² – при s_в = 780 МПа для стали 45 с термообработкой улучшение [8, табл. 3.1, cтр. 49];

Н/мм² – при s_в = 780 МПа для стали 45 с термообработкой улучшение [8, табл. 3.1, cтр. 49].

По таблице [8, таблица 6.17, стр. 159] определяем коэффициенты, учитывающие масштабный фактор:

Коэффициенты, учитывающие масштабный фактор e_s = 0,9, e_t= 0,8.

Коэффициент, учитывающий влияние постоянной цикла y_t=0,1.

 

Рис. 9.1. Схема ведущего вала

По таблице [8, таблица 6.18, стр. 160] для шлифованных поверхностей определяем коэффициент, учитывающий влияние качества обработки:

По таблице [8, таблица 6.19, стр. 160] находим коэффициенты, учитывающие влияние асимметрии цикла напряжений на прочность вала для среднеуглеродистой стали:

- при изгибе; - при кручении.

Коэффициент запаса выносливости по нормальным напряжениям

.

Коэффициент запаса выносливости по касательным напряжениям

.

Общий коэффициент запаса выносливости

>[ n ] = 1,5.

Прочность вала обеспечена.

Ведомый вал.

Максимальный изгибающий момент:

где (мм) - расстояние между точками приложения реакций в подшипниках.

(Н´мм).

 

 

Рис. 9.2. Схема ведомого вала

Наиболее нагруженное сечение под колесом.

Концентратором напряжений является шпоночный паз.

Нормальные напряжения в сечениях вала изменяются по симметричному циклу, тогда постоянное напряжение цикла s_m=0, а амплитуда цикла

МПа,

где мм³ - осевой момент сопротивления сечения.

Касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу, поэтому

МПа,

где мм³ - полярный момент сопротивления сечения.

Предел выносливости материала по нормальным напряжениям s_-1=335 МПа, по касательным - t_-1= 0,58 s_-1= 194 МПа.

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений K_s = 2,0, K_t = 1,84.

Коэффициенты, учитывающие масштабный фактор e_s = 0,85, e_t = 0,73.

Коэффициент, учитывающий влияние постоянной цикла y_t = 0,1.

Коэффициент запаса выносливости по нормальным напряжениям:

.

Коэффициент запаса выносливости по касательным напряжениям

.

Общий коэффициент запаса выносливости:

>[ n ] = 1,5. Прочность вала обеспечена.