Під час виконання курсового проекту необхідно провести аналогічний розрахунок для трьох найбільш небезпечних перерізів.

ВИХІДНІ ДАНІ ДО ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ ДЛЯ ПЕРЕВIРКИ ВАЛА НА ВИТРИВАЛІСТЬ

 

Вихідні дані	Передостання цифра номера залікової книжки
Матеріал вала – сталь		40Х		40Х		40Х		40Х		40Х

 

Вал працює у нереверсивному режимі.

Інші дані вибираються з попередніх розрахунків.

 

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Для чого виконують галтелі та канавки?

2. Перерахувати етапи перевірки міцності вала на згин та кручення.

3. Запишіть формулу для знаходження сумарного моменту та реакції, а також зведеного моменту.

4. Як визначити розрахунковий коефіцієнт запасу міцності?

5. Чому дорівнює загальний запас міцності у небезпечному перерізі?

 

12. РОЗРАХУНОК РАДІАЛЬНОГО КУЛЬКОВОГО ПІДШИПНИКА [1, с.463], [2, с.194], [3, с.193]

 

 

Вихідні дані (довільні):

 

- радіальні навантаження на опори вала:

R_rA = 5500 H;

R_rB =7300 H;

- осьове навантаження вала F_a = 846 H;

- діаметр цапф вала для підшипників d = 40 мм;

- частота обертання вала n = 400 об./хв.;

- потрібна довговічність

підшипників L = 10000 год. при 90% над-ті;

- режим навантаження легкий;

- короткочасні перевантаження до 150%;

- робоча температура підшипників до 50^°С.

АНАЛІЗ УМОВ НАВАНТАЖЕННЯ

Розрахункова схема для підбору та розрахунку підшипників вала зображена на рис. 12.2, на якій указані напрями сил, що діють на його опори.

Рисунок 12.2 – Схема навантаження підшипників

 

Найнавантаженішою опорою у цій схемі є опора В, оскільки вона навантажена найбільшою радіальною силою R_rB і сприймає осьову силу F_a. Якщо то для опор вала доцільно застосовувати кулькові радіальні підшипники.

Будемо орієнтуватись на підшипники середньої серії 308, для яких із довідника маємо:

 

- базова статична вантажність С₀ = 22300 Н;

- базова динамічна вантажність С_r = 31300 Н.

ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВОГО ЕКВІВАЛЕНТНОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА ПІДШИПНИК

Розрахункове еквівалентне навантаження знаходять за формулою:

 

,

де – коефіцієнт інтенсивності:

- для постійного режиму навантаження = 1;

- для важкого режиму навантаження = 0,80;

- для середнього рівномірного режиму навантаження = 0,63;

- для середнього нормального режиму навантаження = 0,57;

- для легкого режиму навантаження = 0,40;

R – розрахункове еквівалентне навантаження на підшипник:

 

,

 

Таблиця 12.1 – Шарикопідшипники радіальні

Однорядні (ГОСТ 8338-75)

 

Позначення підшипників	d	D	B	r	Динамічна вантажність, Сr, кН	Статична вантажність, С0 , кН
Легка серія
					4,6	2,61
					4,7	2,65
					5,85	3,47
					3,37	4,38
				1,5	9,81	6,18
				1,5	10,8	6,95
				1,5	15,0	10,0
					19,7	13,6
					25,1	17,8
					25,2	17,8
					27,0	19,7
				2,5	33,3	25,0
				2,5	40,3	30,9
				2,5	44,0	34,0
				2,5	47,9	37,4
				2,5	50,9	41,1
					55,9	44,5
					64,1	53,1
					73,8	60,5
				3,5	83,7	69,5
				3,5	93,9	79,0

Закінчення таблиці 12.1

 

Позначення підшипників	d	D	B	r	Динамічна вантажність, Сr, кН	Статична вантажність, С0 , кН
Середня серія
				1,0	6,24	3,76
				1,5	7,48	4,64
				1,5	8,73	5,4
				1,5	10,7	6,67
				2,0	12,3	7,79
				2,0	17,3	11,4
				2,0	21,6	14,8
				2,5	25,7	17,6
				2,5	31,3	22,3
				2,5	37,1	26,2
				3,0	47,6	35,6
				3,0	54,9	41,8
				3,5	62,9	48,4
				3,5	71,3	55,6
				3,5	80,1	63,3
				3,5	87,3	71,4
				3,5	94,6	80,1
				4,0		89,2
				4,0		99,0
				4,0
				4,0
Важка серія
				2,0	17,5	11,9
				2,5	28,6	20,4
				2,5	36,5	26,7
				2,5	42,8	31,3
				3,0	49,3	36,3
				3,5	67,2	53,0
				3,5	77,2	62,5
				3,5	83,9	70,0
				3,5	90,8	78,1
				4,0
				4,0
				4,0
				5,0

 

Таблиця 12.2 – Коефіцієнти радіальних (X і X₀ ) та

осьових (Y і Y₀ ) навантажень

Типи підшипни­ків		е			X0	Y0
X	Y	X	Y
Радіальні кулькові однорядні, тип 0000	0,014	0,19			0,56	2,30	0,6	0,5
0,028	0,22	1,99
0,056	0,26	1,71
0,084	0,28	1,55
0,110	0,30	1,45
0,170	0,34	1,31
0,280	0,38	1,15
0,420	0,42	1,04
0,560	0,44	1,00
Радіально-упорні кулькові однорядні, тип 36000 α = 12^0	0,014	0,30			0,45	1,81	0,5	0,46
0,029	0,34	1,62
0,059	0,37	1,46
0,086	0,41	1,34
0,110	0,45	1,22
0,170	0,48	1,13
0,290	0,52	1,04
0,430	0,54	1,01
0,570	0,54	1,00
Радіально-упорні роликові конічні однорядні, тип 7000	-	1,5×tg a (див. каталог)			0,4	0,4×сtg a (див. каталог)	0,5	0,22×сtg a (див. каталог)

 

де R_r, R_a – радіальне та осьове зовнішні навантаження на підшипник відповідно;

X, Y – коефіцієнти радіального й осьового навантаження відповідно;

для визначення цих коефіцієнтів знаходимо відношення і за табл. 12.2 беремо параметр осьового навантаження е;

V – коефіцієнт обертання: V = 1, якщо обертається внутрішнє кільце,

V = 1,2, якщо обертається зовнішнє кільце;

К_б – коефіцієнт безпеки:

ü К_б = 1 – при спокійному навантаженні;

ü К_б = 1,2 – при легких поштовхах і короткочасних перевантаженнях до 125%;

ü K_б = 1,5 – при помірних поштовхах та перевантаженнях до 150%;

ü К_б = 2 – при значних поштовхах та вібраціях і перевантаженнях до 200%;

ü K_б = 3 – при ударному навантаженні та перевантаженнях до 300%.

К_Т – температурний коефіцієнт:

- К_Т = 1, якщо робоча температура опори t 100⁰C;

- К_Т = 1,05, якщо t = 125⁰C;

- К_Т = 1,1, якщо t = 150⁰C.

Згідно з умовами роботи підшипників вибираємо V = 1 – обертається відносно навантаження внутрішнє кільце, K_б = 1,5; К_Т = 1. У даному випадку
R_r = R_rB =7300 H, а для кулькових радіальних підшипників R_a = F_a = 846 H, тому для визначення коефіцієнтів Х і Y знаходимо відношення за табл. 12.2 беремо параметр осьового навантаження е = 0,24.

Оскільки відношення , то

за табл. 12.2 Х = 1, Y = 0:

(Н).

З урахуванням режиму навантаження протягом строку служби (Н).