Схема нагружения подшипников.

              

Из предыдущего пункта известно:

R_ra  = кН;

R_rb =1,643kН.

Расчёт эквивалентной нагрузки R_E выполняется только для подшипника с большей радиальной нагрузкой R_r = R_rb =1,643к Н.

Определяем отношение Ra/(V· R_r):

· R_r=1,643к Н.

·Т.к. вместе с валом вращается внутреннее кольцо подшипника, то V=1 (2,табл.9.1).

· Ra= 0

По результатам сопоставления получаем, что Ra/(V×R_r) = 0< e и следовательно формула эквивалентной динамической нагрузки:

·R_E = VR_rК_б К_Т;                                                                         [2,табл.9.1]

К_б = 1,1(2,табл.9,4); К_Т = 1 (2,табл.9.5).

·R_E = 1×1,643×1,1×1=1,971kН.

 

  Рассчитываем динамическую грузоподемность:

,

где рад/с – угловая скорость вала,

     – требуемая долговечность подшипников

Рассчитываем долговечность L_10h подшипника:

Базовая долговечность L_10h,ч, определяется по формуле[2,стр.128]:

       

Полученная долговечность приемлема.

 

 

       11. ПОДБОР И ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ШПОНОЧНЫХ

                                           СОЕДИНЕНИЙ.

 

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

Расчет проводим на смятие боковых граней шпонки выступающих из вала:

      

где  ─ крутящий момент на валу;

   ─ диаметр вала;

   ─ рабочая длина шпонки

         ;

   ─ полная длина шпонки;

    ─ ширина шпонки;

    ─ высота шпонки;

   ─ глубина паза вала (табл. К42 [3]);

  =110…190 МПа ─ допускаемое напряжение при смятии.

 

  11.1 Расчет шпонки под муфту.

Н×м;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм.

.

Условие прочности шпонки на смятие выполняется.

 

  11.2 Расчет шпонки под колесо.

 Н×м;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм.

.

Условие прочности шпонки на смятие выполняется.

 

  11.3 Расчет шпонки под шкив.

 Н×м;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм.

.

Условие прочности шпонки на смятие выполняется.

 

 

    12. Расчет валов на статическую и усталостную                 прочность

  12.1 Уточненный расчет тихоходного вала

 

     12.1.1 Расчет на статическую прочность

    Расчет вала на статическую прочность проводим в опасном сечении, где  имеет максимальное значение, т.е. под подшипником

        (ф-ла 8.16[1])

=60МПа – допускаемое напряжение на кручение

Диаметр вала в рассчитываемом сечении

 Проверим на статическую прочность участок вала под муфтой, где

Диаметр вала в данном сечении .

 Таким образом, условие статической прочности выполняется.

 Проверять прочность в других сечениях нет необходимости.

 

       12.1.2 Расчет вала на усталостную прочность

Проверочный расчёт валов на прочность выполняют на совместное действие изгиба и кручения. При этом расчёт отражает разновидности цикла напряжений изгиба и кручения, усталостные характеристики материалов, размеры, форму и состояние поверхности валов.

    Цель расчета – определить коэффициент запаса прочности в опасных сечениях и сравнить их с допускаемыми:

 

                                                       S³[S],                                     [2,стр 253 ]

 

для высокой достоверности расчета [S] = 1.3_1.5                          [2,стр 253 ]

Будем производить расчёт для предположительно опасных сечений каждого из валов.

    Материал вала – сталь 45 (термообработка -  улучшение), предел прочности ,   s t  =320MПа. (табл.3.2, [2]).

Определяем коэффициент запаса прочности для опасного сечения 1 Н×м и Н×м. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки под колесом.