Главная страница
Навигация по странице:

  • 3.ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ 3 .1 Расчет подшипников быстроходного вала

  • ВКР. Реферат выпускная квалификационная работа по теме Модернизация автоматического дозатора


    Скачать 0.98 Mb.
    НазваниеРеферат выпускная квалификационная работа по теме Модернизация автоматического дозатора
    Дата12.03.2018
    Размер0.98 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаВКР.docx
    ТипРеферат
    #38226
    страница5 из 6
    1   2   3   4   5   6

    2.11 Расчет вала приводного барабана

    Схема сил, действующих на вал



    Рис. 11. Схема сил действующих на вал
    Вычислим реакции опор в плоскости yoz.

    Условие равновесия сил относительно точки 1 найдем по формуле:
    (58)
    где Fr1 – радиальная сила - 1706,5 (Нм);

    а ‒ расстояние между опорами (мм),

    Реакцию опоры относительно точки 2 найдем по формуле:
    (59)

    где Fr1 – радиальная сила -1706,5(Нм);

    а ‒ расстояние между опорами (мм),

    Условие равновесия сил относительно точки 2 найдем по формуле:
    (60)
    где Fr2 – радиальная сила - 1706,5 (Нм);

    а ‒ расстояние между опорами (мм),

    Реакцию опоры относительно точки 1 найдем по формуле:
    (61)
    где Fr2 – радиальная сила - 1706,5 (Нм);

    а ‒ расстояние между опорами (мм),

    Вычислим реакции опор в плоскости хoz.

    Условие равновесия сил относительно точки 1 найдем по формуле:
    (62)
    Fм ‒ консольная нагрузка от муфты – 1297(Нм)

    а, b,с ‒ расстояние между опорами (мм)

    Реакцию опоры относительно точки 2 найдем по формуле:
    (63)
    Fм ‒ консольная нагрузка от муфты – 1297(Нм)

    а, b,с ‒ расстояние между опорами (мм)

    Условие равновесия сил относительно точки 2 найдем по формуле:
    (64)
    Fм ‒ консольная нагрузка от муфты – 1297(Нм)

    а, b,с ‒ расстояние между опорами (мм),

    Реакцию опоры относительно точки 1 найдем по формуле:
    (65)
    Fм ‒ консольная нагрузка от муфты – 1297(Нм)

    а, b,с ‒ расстояние между опорами (мм),

    Определяем общую радиальную нагрузку:
    (66)
    где Fr1 – радиальная нагрузка на опоре 1 в плоскости x,y;
    (67)
    где Fr2 – радиальная нагрузка на опоре 1 в плоскости x,y;

    Построение эпюры изгибающих моментов[6 стр. 23]

    Момент My в плоскости yoz.
    Участок I: MyI = (0…a)∙10-3R1y; (68)
    MyI = (0…1,146)∙10-3∙1706,5 = 0…1955,6 (Н∙м).

    На втором участке момент My = 0.

    Момент Mz в плоскости xoz.

    Участок I: MxI = (0…a)∙10-3R1x; (69)

    MxI = (0…1,146)∙10-3∙90,5 = 0…103,7(Н∙м).
    Участок II: MxII = (0b)∙10-3FR; (70)
    MxII = (0…0,08)∙10-3∙1706,5 = 0…136,52 Н∙м (построение начинается от точки приложения FR).

    По эпюре изгибающих моментов определяем два опасных сечения:

    Опасное сечение 1 (ОС 1) – участок вала под подшипником у выходного конца.

    Для выбранных опасных сечений проведем расчет на сопротивление усталости.

    Опасное сечение 1

    Расчетный коэффициент запаса прочности S [1]:
    (71)
    где S и S – коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям.

    Коэффициенты S и S запаса по нормальным и касательным напряжениям определяются по следующим зависимостям:
    S = -1D/(a+D∙m); (72)
    S = -1D/(a+D∙m), (73)
    где a и a – амплитуды напряжений цикла; m и m – средние напряжения цикла; D и D – коэффициенты чувствительности к ассиметрии цикла напряжений для рассматриваемого сечения.

    В расчетах валов принимают, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу: a = и; m = 0, а касательные напряжения по нулевому циклу: a = к/2; m = к/2.

    Тогда выражение примет вид:
    S = -1D/a, (74)
    где -1D – предел выносливости вала в рассматриваемом сечении.

    Нормальное напряжение в опасном сечении вычисляют по формуле:
    a = и = 103∙М/W, (75)
    где М – результирующий изгибающий момент, Н∙м; W – момент сопротивления сечения вала при изгибе, мм3.

    Результирующий изгибающий момент вычисляют по формуле:
    (76)
    Момент сопротивления сечения вала со шпоночным пазом при изгибе вычисляют по формуле:
    W = ∙d3/32 – b∙h∙(2∙d – h)2/(16∙d); (77)
    W = 3,14∙603/32 – 18∙11∙(2∙60 – 11)2/(16∙60) = 18745 (мм3).

    Подставим полученные значения M и W:

    a = 103∙1958,3/18745 = 104,5 (МПа).

    Предел выносливости вала в рассматриваемом сечении -1D вычисляют по формуле :

    -1D = -1D, (78)

    где -1 – предел выносливости гладкого образца при симметричном цикле изгиба; КD – коэффициент снижения предела выносливости.

    Предел выносливости -1 гладкого образца при симметричном цикле изгиба определяется по табл. 10.2 [1]: -1 = 410 МПа.

    Коэффициент снижения предела выносливости КD вычисляют по зависимостям:
    КD = (К/ Кd + 1/ КF - 1)/KV, (79)
    где К ‒ эффективный коэффициент концентрации напряжений; Кd ‒ коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения; КFкоэффициент влияния качества поверхности; KV – коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

    К = 1.90 [1 табл. 10.10]:

    Кd = 0,70 [1 табл. 10.7]:

    КF = 0,9 [1 табл. 10.8]:

    KV = 1 [1 табл. 10.9]:

    Подставим принятые значения коэффициентов в выражение:

    КD = (1.90/0.70 + 1/0,9 - 1)/1 = 2,81.

    Подставим вычисленные значения коэффициентов в выражение:

    -1D = 410/2,81 = 145,9(МПа).

    Подставим вычисленные значения коэффициентов и величин в выражение:

    S = 145,9/10,4= 14.

    Касательное напряжение в опасном сечении вычисляют по формуле:
    a = к/2 = 103∙Мк/2∙Wк, (80)
    где Мкрезультирующий крутящий момент, Н∙м; Wк – момент сопротивления сечения вала при кручении, мм3.

    Результирующий крутящий момент вычисляют по формуле:
    (81)
    Подставим полученные значения Mк и Wк:

    a = к/2 = 103∙567/2∙18745 = 15,1 (МПа).

    Предел выносливости вала в рассматриваемом сечении -1D вычисляют по формуле:
    -1D = -1D, (82)
    где -1 – предел выносливости гладкого образца при симметричном цикле кручения; КD – коэффициент снижения предела выносливости.

    Предел выносливости -1 гладкого образца при симметричном цикле изгиба определяется по табл. 10.2 [1]: -1 = 230 МПа.

    Коэффициент снижения предела выносливости КD вычисляют по зависимостям:
    КD = (К/ Кd + 1/ КF - 1)/KV, (83)
    где К ‒ эффективный коэффициент концентрации напряжений; Кd ‒ коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения; КF ‒ коэффициент влияния качества поверхности; KV – коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

    К = 1.60 [6 табл. 10.10]:

    Кd = 0.73 [6 табл. 10.7]:

    КF = 0,95 [6 табл. 10.8]:

    KV = 1 [6 табл. 10.9 ]:

    Подставим принятые значения коэффициентов в выражение:

    КD = (1.60/0.73 + 1/0,95 – 1)/1 = 2.3.

    Подставим вычисленные значения коэффициентов в выражение:

    -1D = 230/2.3 = 100 (МПа).

    Коэффициент чувствительности D к ассиметрии цикла напряжений для рассматриваемого сечения:
    D = D, (84)
    где  ‒ коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений.

    = 0,10 [6 табл. 10.2]:

    D = 0,10/2.3 = 0,04.

    Подставим вычисленные значения коэффициентов и величин в выражение:

    S = 100/(15,1+0,04∙15,1) = 6,37.

    Все полученные данные подставим в выражение:



    Так как S > [S] (5,8 > 2), то считаем условие достаточного сопротивления усталости в данном сечении выполненным.

    3.ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ
    3.1 Расчет подшипников быстроходного вала

    Суммарные реакции опор.
    (85)
    где Fr1 – радиальная нагрузка на опоре 1 в плоскости x,y;
    (86)
    где Fr2 – радиальная нагрузка на опоре 1 в плоскости x,y;

    Предварительно подбираем подшипник радиальный, т.к. опора фиксирующая то выбираем подшипник серии 209 [8 стр.459] в зависимости от диаметра вала под подшипник Ø45мм.

    Сr – 33200H

    Cor – 18600H

    X – 0,56 для однорядных подшипников [8стр.111]:

    Y – 2,3 [1 стр.459]:

    е – 0,19 [1 стр.459]:

    Определение эквивалентной нагрузки на подшипник.
    Pr =(VXFr +YFa)KБКТ (87)
    где КБ – коэффициент ‒1,4

    КТ – коэффициент ‒1

    V ‒ коэффициент ‒1

    Pr =(1×0,56×3460+2,3×944,3)1,4×1=5753,3Н

    Определяем расчетную долговечность.

    (88)
    где а1 – коэффициент 0,53 [8 стр.117]:

    а23 – коэффициент 0,8 [8 стр.117]:

    К – 3 коэффициент [8 стр.117]:

    > подшипник пригоден.

    Основные р-ры подшипника серии 209. (8стр.465):

    D=85мм

    d=45мм; В=19мм
    3.2 Расчет подшипников тихоходного вала

    Суммарные реакции опор.
    (85)
    где Fr1 – радиальная нагрузка на опоре 1 в плоскости x,y;
    (86)
    где Fr2 – радиальная нагрузка на опоре 1 в плоскости x,y;

    Предварительно подбираем подшипник радиальный, т.к. опора фиксирующая то выбираем подшипник серии 212 [8 стр.459]; в зависимости от диаметра вала под подшипник Ø60мм.

    Сr – 52000H

    Cor – 31000H

    X – 0,56 для однорядных подшипников [8 стр.111]:

    Y – 2,3 (1стр.459)

    е – 0,19(1стр.459)

    Определение эквивалентной нагрузки на подшипник.

    Pr =(VXFr +YFa)KБКТ (87)

    где, КБ – коэффициент ‒1,4

    КТ – коэффициент ‒1

    V ‒ коэффициент ‒1

    Pr =(1×0,56×5890,56+2,3×832)1,4×1=7297,2(Н)

    Определяем расчетную долговечность.
    (88)
    где а1 – коэффициент ‒0,53 [8 стр.117]:

    а23 – коэффициент ‒0,8 [8 стр.117]:

    К – коэффициент ‒3 [8 стр.117]:

    > подшипник пригоден.

    Основные р-ры подшипника серии 208. [8 стр.465]:

    D=110(мм); d=60(мм); В=22(мм)
    3.3 Расчет подшипников вала барабана

    Суммарные реакции опор.
    (85)
    где Fr1 – радиальная нагрузка на опоре 1 в плоскости x,y;
    (86)
    где Fr2 – радиальная нагрузка на опоре 1 в плоскости x,y;

    Предварительно подбираем подшипник радиальный двухрядный серии 1209 ГОСТ 28428-90 в зависимости от диаметра вала под подшипник Ø45(мм).

    Сr – 22000H

    Cor – 10000H

    X – 1

    Y – 2,97

    е – 0,21

    Определение эквивалентной нагрузки на подшипник.
    Pr =(VXFr +YFa)KБКТ (87)
    где КБ – коэффициент ‒ 1,4

    КТ – коэффициент ‒ 1

    V - коэффициент ‒ 1

    Pr =(1×1×2199,4+2,97×1)1,4×1=3083,3(Н)

    Определяем расчетную долговечность.
    (88)
    где а1 – коэффициент ‒ 0,53

    а23 – коэффициент ‒ 0,8

    К – коэффициент ‒ 3

    > подшипник пригоден.

    Основные размеры подшипника серии 1209 ГОСТ 28428-90:

    D=85(мм)

    d=45(мм)

    В=19(мм)
    1   2   3   4   5   6


    написать администратору сайта