Проверка долговечности подшипников.

 

Проверочный расчет подшипников выполняется отдельно для быстроходного и тихоходного валов. Пригодность подшипников определяется сопоставлением расчетной динамической грузоподъемности , с базовой , или базовой долговечности ( млн. оборотов), с требуемой , по условиям: или .

Базовая динамической грузоподъемности указаны в каталоге для каждого типоразмера подшипника.

 

10.1 Ведущий вал:

Радиальную реакцию подшипника считают приложенной к оси вала в точке пересечения с ней нормали, проведённой через середину контактной площадки.

Радиальные реакции опор определяют из уравнения равновесия: сумма моментов внешних сил относительно рассматриваемой опоры и момента реакции в другой опоре равна нулю.

D

B

RS2

RS1

Rr2

Rr1

FА

 

 

При установке вала на двух конических роликовых подшипниках осевые силы R_a1и R_a2, нагружающие подшипники, находят с учётом составляющих R_s1и R_s2, возникающих от действия радиальных реакций R_r1и R_r2 вследствие наклона контактных линий.

 

Для конических роликовых подшипников:

 

Формулы определения осевых сил, нагружающих подшипники:

 

Из данного условия имеем:

Так как и то:

 

Вычисляем эквивалентную динамическую нагрузку.

Характер нагрузки: Умеренные толчки; вибрационная нагрузка; кратковременные перегрузки до 150% номинальной нагрузки.

Отсюда следует что

Так как рабочая температура <100˚ С, то

V=1;

1-я опора

Для конических роликовых подшипников X = 0.4, Y =1.6.

2-я опора

Для конических роликовых подшипников X = 0.4, Y =1.6.

Расчет ведем по второй опоре

Отсюда находим Lн

 

10.2 Ведомый вал:

10.2.1 Определение радиальных реакций.

 

D

B

RS2

RS1

Rr2

Rr1

FА

Для конических роликовых подшипников:

Формулы определения осевых сил, нагружающих подшипники:

 

Из данного условия имеем:

Так как и то:

Вычисляем эквивалентную динамическую нагрузку.

V=1;

1-я опора

Для конических роликовых подшипников X = 0.4, Y =1.45

 

Для конических роликовых подшипников X = 0.4, Y = табл. = 1.6.

2-я опора

Для конических роликовых подшипников X =, Y =0

Отсюда находим Lн

ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

 

Для всех шпоночных соединений принимаем призматические шпонки со скругленными торцевыми поверхностями. Материал шпонки ─ Сталь 45.

 

Расчет проводим на смятие боковых граней шпонки, выступающих из вала.

 

Расчет шпонки на смятие осуществляется по формуле:

 

 

где Т─ крутящий момент на валу;

d ─ диаметр вала;

─ рабочая длина шпонки(табл. 9.1.2(стр. 122 [1]));

h─ высота шпонки(табл. 9.1.2(стр. 122 [1]));

─ глубина паза вала (табл. 9.1.2(стр. 122 [1]));

─ допускаемое напряжение смятия.

─ допускаемое напряжение смятия.

 

11.1 Расчет шпонки на ведущем валу под шкивом:

 

;

;

 

 

Условие прочности шпонки на смятие выполняется.

 

 

Расчет шпонки на ведомом валу под колесом.

 

;

;

 

 

Условие прочности шпонки на смятие выполняется.

Расчет шпонки на ведомом валу под муфтой.

 

;

;

 

Условие прочности шпонки на смятие выполняется.

УТОЧНЁННЫЙ РАСЧЁТ ВАЛОВ

12.1 Проверочный расчет ведущего вала

Концентрация напряжения вызвана напрессовкой внутреннего кольца подшипника на вал.

Материал вала – сталь 45С т.о.у.;

Предел прочности (табл. 3.3 [1])

Момент сопротивления сечения:

Определим предел выносливости стали при изгибе и кручении:

;

Амплитуда нормальных напряжений:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

(табл. 8.7 [1]);

 

Полярный момент сопротивления:

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

По табл. 8.7 [1]:

;

 

Коэффициент запаса прочности:

 

где: [s] = 1,5…1,7 – требуемый коэффициент запаса для обеспечения прочности и жесткости.

Условие выполняется, прочность и жесткость обеспечены.

12.2 Проверочный расчет ведомого вала

Концентрация напряжения вызвана напрессовкой внутреннего кольца подшипника на вал.

Материал вала сталь 45 нормализированная;

Предел прочности (табл. 3.3 [1])

Диаметр в рассчитываемом сечении (под калесом)

b=14

Момент сопротивления сечения:

Момент сопротивления изгибу

 

 

 

Коэффициент запаса прочности:

 

где: [s] = 1,5…1,7 – требуемый коэффициент запаса для обеспечения прочности и жесткости.

Условие выполняется, прочность и жесткость обеспечены.

Под подшипником:

 

Материал вала сталь 45 нормализированная;

Предел прочности (табл. 3.3 [1])

Wp=2W=17.8