Главная страница
Навигация по странице:

  • Изгибающий момент: плоскость

  • Реакции опор вала: Изгибающий момент

  • Расчёт на сопротивление усталости Определение запаса прочности для сечения по галтели (I – I)

  • Определение запаса прочности для сечения по посадке с натягом (II – II)

  • Определение запаса прочности для сечения по галтели (III – III)

  • Коэффициенты запаса прочности для опасных сечений быстроходного вала

  • Оптимизация быстроходного вала Определение запаса прочности для сечения по посадке с натягом (II – II)

  • Расчёт на статическую прочность после оптимизации быстроходного вала Сечение I – I

  • Проверка на долговечность подшипников быстроходного вала

  • Проверка долговечности левого подшипника

  • Проверка пригодности конических роликовых подшипников на данном валу

  • Проверка долговечности правого подшипника

  • V. Уточнённые расчёты валов и подшипников Исходные данные


    Скачать 491.21 Kb.
    НазваниеV. Уточнённые расчёты валов и подшипников Исходные данные
    Дата09.06.2018
    Размер491.21 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаDZ№5.docx
    ТипДокументы
    #46528

    V. Уточнённые расчёты валов и подшипников

    1. Исходные данные


    Силы, действующие в зацеплении:







    Консольные силы:

    cила, действующая на вал шестерни, от клиноременной передачи:



    сила, действующая на вал колеса, от муфты (лит. [1] стр. 101):



    Делительные диаметры шестерни и колеса:





    Коэффициент кратковременной перегрузки:


    2. Определение реакций опор и внутренних моментов быстроход. вала


    Нахождение длин участков вала:







    скан_20170605.jpg

    Нахождение неизвестных сил реакции:

    плоскость

    Уравнение равновесия по суммарному моменту сил относительно точки 1:





    Следовательно, имеет противоположное направление и .

    Уравнение равновесия по суммарному моменту сил относительно точки 2:







    Проверка:

    плоскость

    Уравнение равновесия по суммарному моменту сил относительно точки 1:





    Уравнение равновесия по суммарному моменту сил относительно точки 2:





    Проверка:

    Реакции опор вала:





    Изгибающий момент:

    плоскость

    I участок:







    II участок:







    III участок:







    плоскость

    I участок:



    II участок:







    III участок:







    Крутящий момент:


    3. Определение реакций опор и внутренних моментов тихоход. вала


    Нахождение длин участков вала:







    скан_20170606.jpg

    Нахождение неизвестных сил реакции:

    плоскость

    Уравнение равновесия по суммарному моменту сил относительно точки 1:





    Уравнение равновесия по суммарному моменту сил относительно точки 2:





    Следовательно, имеет противоположное направление и .

    Проверка:

    плоскость

    Уравнение равновесия по суммарному моменту сил относительно точки 1:





    Следовательно, имеет противоположное направление и .

    Уравнение равновесия по суммарному моменту сил относительно точки 2:





    Проверка:

    Реакции опор вала:





    Изгибающий момент:

    плоскость

    I участок:







    II участок:



    III участок:







    плоскость

    I участок:







    II участок:







    III участок:







    Крутящий момент:


    4. Расчёт быстроходного вала на прочность


    Материал вала (вал-шестерня) (лит. [2] стр. 11 и лит. [3] стр. 183):

    сталь 40ХH, улучшение, твердость 230...260 HB

    предел прочности

    предел текучести

    предел выносливости при нормальных напряжениях

    предел выносливости при касательных напряжениях

    Опасные сечения:

    I – I ступенчатый переход с галтелью

    II – II посадка с натягом

    III – III ступенчатый переход с галтелью

    Расчёт на сопротивление усталости

    Определение запаса прочности для сечения по галтели (I – I)

    Результирующий изгибающий момент (лит. [4] стр. 211):



    Крутящий момент:

    Диаметр вала:

    Моменты сопротивления сплошного круглого сечения вала (лит. [4] стр. 211):

    осевой



    полярный



    Амплитуда напряжений цикла в опасном сечении (лит. [4] стр. 210):





    Параметры галтели (лит. [1] стр. 187):

    радиус галтели

    высота заплечика





    Коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала (лит. [4] стр. 213):

    Эффективные коэффициенты концентрации (лит. [4] стр. 214):







    изгиб легированной стали



    Коэффициент влияния шероховатости:



    Коэффициент влияния поверхностного упрочнения:

    поверхность вала не упрочняется







    Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении (лит. [4] стр. 213):





    Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным

    напряжениям (лит. [4] стр. 210):

    влияние асимметрии цикла изменения незначительно





    Результирующий коэффициент запаса прочности вала в сечении I – I (лит. [4] стр. 210):



    Определение запаса прочности для сечения по посадке с натягом (II – II)

    Результирующий изгибающий момент (лит. [4] стр.211):



    Крутящий момент:

    Диаметр вала:

    Моменты сопротивления сплошного круглого сечения вала (лит. [4] стр. 211):

    осевой



    полярный



    Амплитуда напряжений цикла в опасном сечении (лит. [4] стр. 210):





    Коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала (лит. [4] стр. 213):

    тогда отношения (лит. [3] стр. 190):





    Коэффициент влияния шероховатости:



    Коэффициент влияния поверхностного упрочнения:

    поверхность вала не упрочняется







    Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении (лит. [4] стр. 213):





    Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным

    напряжениям (лит. [4] стр. 210):

    влияние асимметрии цикла изменения незначительно





    Результирующий коэффициент запаса прочности вала в сечении II – II (лит. [4] стр. 210):



    Определение запаса прочности для сечения по галтели (III – III)

    Результирующий изгибающий момент (лит. [4] стр. 211):



    Крутящий момент:

    Диаметр вала :

    Моменты сопротивления сплошного круглого сечения вала (лит. [4] стр. 211):

    осевой



    полярный



    Амплитуда напряжений цикла в опасном сечении (лит. [4] стр. 210):





    Параметры галтели (лит. [1] стр. 187):

    радиус галтели

    высота заплечика





    Коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала (лит. [4] стр. 213):

    Эффективные коэффициенты концентрации (лит. [4] стр. 214):







    изгиб легированной стали



    Коэффициент влияния шероховатости:



    Коэффициент влияния поверхностного упрочнения:

    поверхность вала не упрочняется







    Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении (лит. [4] стр. 213):





    Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным

    напряжениям (лит. [4] стр. 210):

    влияние асимметрии цикла изменения незначительно





    Результирующий коэффициент запаса прочности

    вала в сечении III – III (лит. [4] стр. 210):



    Коэффициенты запаса прочности для опасных сечений быстроходного вала:

    Сечение

    Концентратор









    I – I

    ступенчатый переход с галтелью

    42

    92,8

    128

    9,53

    II – II

    посадка с натягом

    35

    83,1

    128

    4,55

    III – III

    ступенчатый переход с галтелью

    35

    87,7

    128

    6,45

    Наименьшее значение:

    Конструкция вала не оптимальна (вал имеет излишний запас прочности).

    Оптимизация быстроходного вала

    Определение запаса прочности для сечения по посадке с натягом (II – II)

    Результирующий изгибающий момент (лит. [4] стр.211):



    Крутящий момент:

    Диаметр вала:

    Моменты сопротивления сплошного круглого сечения вала (лит. [4] стр. 211):

    осевой



    полярный



    Амплитуда напряжений цикла в опасном сечении (лит. [4] стр. 210):





    Коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала (лит. [4] стр. 213):

    тогда отношения (лит. [3] стр. 190):





    Коэффициент влияния шероховатости:



    Коэффициент влияния поверхностного упрочнения:

    поверхность вала не упрочняется







    Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении (лит. [4] стр. 213):





    Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным

    напряжениям (лит. [4] стр. 210):

    влияние асимметрии цикла изменения незначительно





    Результирующий коэффициент запаса прочности вала в сечении II – II (лит. [4] стр. 210):



    Диаметры быстроходного вала после оптимизации

    Диаметр вала под подшипники:

    Диаметр конца вала (лит. [3] стр. 45 и 46):





    Диаметр буртика подшипника на валу (лит. [2] стр. 34):



    , тогда



    Расчёт на статическую прочность после оптимизации быстроходного вала

    Сечение I – I



    Осевой момент сопротивления сечения (лит. [4] стр. 211):



    Эквивалентное напряжение (лит. [4] стр. 209):



    Коэффициент запаса прочности по текучести (лит. [4] стр. 209):



    Сечение II – II



    Осевой момент сопротивления сечения (лит. [4] стр. 211):



    Эквивалентное напряжение (лит. [4] стр. 209):



    Коэффициент запаса прочности по текучести (лит. [4] стр. 209):



    Сечение III – III



    Осевой момент сопротивления сечения (лит. [4] стр. 211):



    Эквивалентное напряжение (лит. [4] стр. 209):



    Коэффициент запаса прочности по текучести (лит. [4] стр. 209):



    1. Проверка на долговечность подшипников быстроходного вала

    Исходные данные:

    • подшипники радиальные шариковые однорядные лёгкой серии: 205

    • динамическая грузоподъёмность:

    статическая грузоподъёмность:

    • реакции в опорах:

    • внешняя осевая сила:

    • частота вращения вала:

    • суммарный срок службы:

    • работа с умеренными толчками и вибрацией, рабочая температура подшипникового узла менее


    Проверка долговечности левого подшипника:

    Коэффициент влияния осевого нагружения (лит. [2] стр. 58):





    коэффициент , т.к. вращается внутреннее кольцо подшипника (лит. [5] стр. 212)

    Тогда коэффициенты (лит. [2] стр. 58):





    Эквивалентная нагрузка (лит. [3] стр. 115):



    температурный коэффициент: (лит. [2] стр. 59)

    коэффициент безопасности нагрузки: (лит. [2] стр. 60)


    Определение долговечности (лит. [3] стр. 117), надёжность и свойства подшипника не учитываются:



    подшипник не пригоден
    Проверка пригодности конических роликовых подшипников на данном валу

    Исходные данные:

    • подшипники конические роликовые однорядные лёгкой серии: 7205А

    • динамическая грузоподъёмность:

    статическая грузоподъёмность:

    • реакции в опорах:

    • внешняя осевая сила:

    • частота вращения вала:

    • суммарный срок службы:

    • работа с умеренными толчками и вибрацией, рабочая температура подшипникового узла менее

    • коэффициент влияния осевого нагружения:


    Дополнительная осевая составляющая (лит. [3] стр. 111):







    Условия нагружения (лит. [3] стр. 112):





    Тогда осевые силы в подшипниках (лит. [3] стр. 112):




    Проверка долговечности левого подшипника:



    коэффициент , т.к. вращается внутреннее кольцо подшипника (лит. [5] стр. 212)

    Тогда коэффициенты (лит. [2] стр. 58):





    Эквивалентная нагрузка (лит. [3] стр. 115):



    температурный коэффициент: (лит. [2] стр. 59)

    коэффициент безопасности нагрузки: (лит. [2] стр. 60)



    Определение долговечности (лит. [3] стр. 117), надёжность и свойства подшипника не учитываются:



    подшипник пригоден
    Проверка долговечности правого подшипника:



    коэффициент , т.к. вращается внутреннее кольцо подшипника (лит. [5] стр. 212)

    Тогда коэффициенты (лит. [2] стр. 58):





    Эквивалентная нагрузка (лит. [3] стр. 115):



    температурный коэффициент: (лит. [2] стр. 59)

    коэффициент безопасности нагрузки: (лит. [2] стр. 60)



    Определение долговечности (лит. [3] стр. 117), надёжность и свойства подшипника не учитываются:



    подшипник пригоден


    написать администратору сайта