Определение расчетных нагрузок в среднем валу

  

 

Рассчитаем реакции в опорах А и В:

Рассчитаем суммарные изгибающие моменты

 , где  - суммарный изгибающий момент, Нм

Рассчитаем эквивалентные моменты

 , где М_экв. – эквивалентный момент, Нм

a = 1, т.к. передача реверсивная

Т_К – крутящий момент, Нм

 

 

9. Проверка статической прочности вала при перегрузках в опасных сечениях

Быстроходного вала

   

где  - эквивалентное напряжение

 - напряжение изгиба при перегрузках

 - напряжение кручения при перегрузках

 - предельное допускаемое напряжение

; ;     

d – диаметр вала в опасном сечении

 - предел текучести материала, сталь 45

 

При перегрузках напряжения удваиваются

   

Самое опасное сечение II-II

Среднего вала

 

При перегрузках напряжения удваиваются

   

Самое опасное сечение II-II

Тихоходного вала

 

При перегрузках напряжения удваиваются

   

Самое опасное сечение II-II

 

Расчет вала на сопротивление усталости среднего вала.

Рассчитаем запас сопротивления усталости в опасном сечении II-II

где, S – общий запас сопротивления усталости

 - запас сопротивления усталости по изгибу

 - запас сопротивления усталости по кручению

 - допускаемый запас сопротивления усталости

 

где  - пределы выносливости, МПа

 - амплитуды переменных составляющих циклов напряжений, МПа

 - эффективные коэффициенты концентрации напряжения при изгибе и кручении.

- масштабный фактор,  - фактор шероховатости

 - коэффициенты корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости

 - постоянные составляющие циклов напряжений, МПа

 

Т.к. S > 2.5..3, то специальный расчет на жесткость не производится.

Выбор и расчет подшипников

Выбор подшипников качения

Т.к. присутствует только радиальная нагрузка выбираем шариковые однорядные подшипники легкой серии по ГОСТ 8338-75

 

	Обознач	d, мм	D, мм	В, мм	r, мм	Cr, кН	Со, кН	Масса, кг
Входной вал	50203	17	40	12	1,0	7,52	4,47	0,060
Промеж. вал	50205	25	52	15	1,5	11	7,09	0,12
Выходн. вал	50209	45	85	19	2	25,7	18,1	0,41

 

Проверочный расчет подшипников качения на долговечность

Быстроходного вала

Рассчитываем подшипники 50203

n – частота вращения

 - долговечность

Режим нагрузки средний, равномерный допускаются двукратные кратковременные перегрузки.

Реакции в опорах берем из расчета вала на сложное сопротивление

Выполняем расчет для левой опоры как наиболее нагруженной

где  -условная постоянная радиальная нагрузка

 - радиальная и осевая нагрузки

 - коэффициенты радиальной и осевой нагрузки

 - коэффициент вращения 

 - коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки

 - коэффициент температурный

, ,

Эквивалентная долговечность

где  - суммарное время работы подшипника

 - коэффициент режима нагрузки

Динамическая грузоподъемность

где  - ресурс млн.об.

Р – эквивалентная нагрузка

а₁ – коэффициент надежности

а₂ – коэффициент обобщенный совместного влияния качества металла и условий эксплуатации

а₁ =1, а₂ =0,75, р = 3

Эквивалентная статическая нагрузка

 и  - коэффициенты радиальной и осевой статических нагрузок

С учетом двукратной перегрузки

Среднего вала

Рассчитываем подшипники 50205

n – частота вращения

 - долговечность

, ,

Динамическая грузоподъемность

Эквивалентная статическая нагрузка

 и  - коэффициенты радиальной и осевой статических нагрузок

С учетом двукратной перегрузки

Тихоходного вала

Рассчитываем подшипники 50209

n – частота вращения

 - долговечность

, ,

Динамическая грузоподъемность

Эквивалентная статическая нагрузка  

С учетом двукратной перегрузки