;



;

проверка:

в плоскости yz



;





проверка: .



Рисунок 7.2 - Расчетная схема и эпюры силовых факторов тихоходного вала редуктора

Суммарные реакции опор
;

.

Эквивалентная нагрузка



в которой Р_а = F_а2 = 453 Н; V = 1 (вращается внутреннее кольцо); коэффи­циент безопасности K_б = 1,1 [1, табл. 9.4); К_Т= 1,0 [1, табл. 9.5].

Для подшипника 7208 е = 0.38 [1, табл. К27].

Рассмотрим подшипник опоры 3. > е, поэтому следу­ет учитывать осевую нагрузку. Тогда X = 0,89, Y = 1,62.

Рассмотрим подшипник опоры 4. > е, поэтому следу­ет учитывать осевую нагрузку. Тогда X = 0,89, Y = 1,62.

Так как Р_Э3 >Р_Э4, расчет долговечности подшипников проводим по опоре 3.

---

Расчетная долговечность в часах
,
что больше минимальной долговечности подшипников L_h > 6000 ч для конических редукторов по [1, табл. 9.4].

8 Уточненный расчет валов
Расчет производим для предположительно опасных сечений каждого из валов. Проверочный расчет валов состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечении и сравнении их с допускаемыми значениями [s]. Прочность обеспечена при s ≥ [s].

Результирующий коэффициент запаса прочности:

где s_σ и s_τ – коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.

Коэффициенты запаса прочности по нормальным напряжениям (нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу и поэтому средние напряжения цикла σ_m = 0) и касательным напряжениям (касательные от кручения изменяются по нулевому циклу)




где σ_а и τ_а - амплитуды напряжений цикла;

σ_m и τ_m - средние напряжения цикла;

Ψ_σ и Ψ_τ - коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений;

К_σD и K_τD - коэффициенты концентрации напряжений для данного се­чения вала.

Коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала



где K_σ и K_τ – эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

K_d – коэффициенты влияния абсолютных размеров сечения

---

;

K_F – коэффициент влияния шероховатости поверхности;

K_v - коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

Быстроходный вал (рис. 7.1). Материал вала – сталь 45, термическая обработка - улучшение.

Пределы выносливости материала:

σ_-1 ≈ 0,43∙σ_в = 0,43∙890 = 383 МПа,

τ_-1 ≈ 0,58∙σ_-1 = 0,58∙383 = 222 МПа.

Сечение А-А. Диаметр вала в этом сечении d_в1 = 20 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночного паза: К_σ = 2,14 и К_τ = 2,03 [1, табл. 11.2]; K_d = 0,90 [1, табл. 11.3]; K_F = 1,0 (шеро­ховатость поверхности R_a = 0,32...0,16 мкм) [1, табл. 11.4]; K_v = 1,0 (поверх­ность с упрочнением) [1, табл. 11.5], Ψ_τ = 0,05 [1, табл. 11.5].

Коэффициент концентрации напряжений для данного сечения вала:



Изгибающий момент (рис.7.1):


где l_ш = 40 мм – длина шпонки;

F_в = 1124 Н – сила нагрузки на вал от ременной передачи.

Полярный и осевой моменты сопротивления сечения (d = d_в1 = 20 мм; ширина шпоночного паза b = 6 мм, а его глубина t₁ = 3.5 мм [1, табл. 7.1]):



Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Амплитуда нормальных напряжений изгиба:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

Результирующий коэффициент запаса прочности:

Сечение Б-Б. Диаметр вала в этом сечении d_п1 = 25 мм. Концентра­ция напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным на­тягом: K_σ

---

/ε_σ = 1,8, K_τ/ε_τ = 2,68 [1, табл. 11.2]; K_F = 1,0 (шерохова­тость поверхности R_a = 0,32...0,16 мкм) [1, табл. 11.4]; K_v = 1,3 (поверхность с упрочнением) [1, табл. 11.5]; Ψ_τ = 0,05 [1, табл. 11.5].

Коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала:



Изгибающий момент (рис.7.1):

Полярный и осевой моменты сопротивления сечения (d = d_п1 = 25 мм)



Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Амплитуда нормальных напряжений изгиба:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:


Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

Результирующий коэффициент запаса прочности:

Прочность вала обеспечена.

Тихоходный вал (рис.7.2). Материал вала – сталь 45, термическая обработка - улучшение.

Пределы выносливости материала:

σ_-1 ≈ 0,43∙σ_в = 0,43∙890 = 383 МПа,

τ_-1 ≈ 0,58∙σ_-1 = 0,58∙383 = 222 МПа.

Сечение В-В. Диаметр вала в этом сечении d_к2 = 50 мм. В данном сечении два источника концентрации напряжений: наличие шпоночного паза и посадка с натягом в сопряжении «ступица колеса - вал». Коэффициенты концентрации напряжений от посадки с натягом К_σ/ε_σ = 4,22 и К_τ/ε_τ = 3,05 [1, табл. 11.2]; K_F = 1,5 (шеро­ховатость поверхности R_a = 2,5...0,63 мкм) [1, табл. 11.4]; K_v = 1,0 (поверх­ность без упрочнения) [1, табл. 11.5]; Ψ_τ = 0,05 [1, табл. 11.5]. Коэффициенты концентрации напряжений от шпоночного паза К_σ = 2,14 и К_τ = 2,03 [1, табл. 11.2]; K_d

---

= 0,9 [1, табл. 11.3]; отношения К_σ / K_d = 2,14/0,9 = 2,38 и К_τ/K_d = 2,03/0,9 = 2,26 [1, табл. 14.9]. При расчете учитываем источник концентрации с наибольшим отношением.

Коэффициент концентрации напряжений для данного сечения вала:



Изгибающий момент (рис.7.2):

Полярный и осевой моменты сопротивления сечения (d = d_к2 = 50 мм; ширина шпоночного паза b = 14 мм, а его глубина t₁ = 5,5 мм [1, табл. 11.1]):



Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Амплитуда нормальных напряжений изгиба:

Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:



Результирующий коэффициент запаса прочности:

Сечение Д-Д. Диаметр вала в этом сечении d_п2 = 40 мм. Концентра­ция напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным на­тягом: K_σ/K_d = 4,22, K_τ/K_d = 3,05 [1, табл. 11.2]; K_F= 1,0 (шерохова­тость поверхности R_a = 0,32...0,16 мкм) [1, табл. 11.4]; K_v= 1,0 (поверхность без упрочнения) [1, табл. 11.5]; Ψ_τ = 0,05 [1, табл. 11.5].

Коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала:



Изгибающий момент (рис. 7.2):

Полярный и осевой моменты сопротивления сечения (d = d_п2 = 40 мм)

---

Смотрите также файлы

• 1 а визуалды нер.docx

• Практикум 2 Цифровизация государственных услуг. Фазилова Мехрангез Группа дбю101 Москва 2023г.docx

• Пример определения расчетной нагрузки Постановка задачи.doc

• Липиды 1 Классификация липидов. Переваривание и всасывание липидов. Введение.doc

• Занятие 1 (Тема Потребности и ресурсы. Проблема выбора) 1.docx