9. Проверка подшипников

Условие годности подшипников

, (96)

где L_h – расчетный ресурс (долговечность);

[L_h] – требуемый ресурс.

, (97)

где t_Σ – суммарное время работы.

, (98)

C_r - базовая динамическая грузоподъемность подшипника;

P_экв – эквивалентная динамическая нагрузка;

n – частота вращения вала;

m = 3 – показатель степени для шариковых подшипников.

, (99)

где K_б – динамический коэффициент нагрузки (K_б = 1.2, табл. 7.6, стр. 118, /4/);

K_т – температурный коэффициент (при t_раб < 100^º С, K_т = 1, стр. 117, /4/);

V – коэффициент вращения кольца (V = 1 при вращении внутреннего кольца).

Н

Н

Н

Н

Проверка показала, что рабочий ресурс подшипника больше требуемого

10. Уточненный расчет вала 4-5

Уточнённый расчёт состоит в определении коэффициентов запаса прочности S для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) напряжениями [S]. Прочность соблюдена при S > [S].

Расчёт производится для предположительно опасных сечений вала.

Материал вала ─ сталь 45.

Таблица 8

Диаметр заготовки	Твердость НВ	σв МПа	σт МПа	τт МПа	σ-1 МПа		τ-1 МПа	ψт
<120	270	900	650	390	410	230		0,10

Сеч А - А: Сечение рассматриваем на изгиб и кручение, концентратором напряжений является шпоночная канавка.

Расчет на статическую прочность.

Определяем нормальные и касательные напряжения в рассматриваемом сечении вала при действии максимальных нагрузок:

σ=10³·М_max/W+F_max/А; (100)

τ=10³·М _кmax/W_к, (101)

где М_max=К_п ─ суммарный изгибающий момент, Н·м; (102)

М _кmax=К_п·Т ─ крутящий момент, Н·м; (103)

F_max=К_п·F ─ осевая сила, Н; (104)

W_к ,W ─ моменты сопротивления сечения вала при расчете на изгиб и кручение, мм³;

А ─ площадь поперечного сечения, мм².

Кп – коэффициент перегрузки.

М_max= Н·м

М _кmax= Н·м

F_max= Н

Частные коэффициенты запаса прочности:

S_тς= σ_т/σ; (105)

S_тτ = τ _т/ τ (106)

S_тσ= 650/11.6 = 56

S_тτ = 390/14 = 28

Общий коэффициент запаса прочности:

S_т= S_тσ· S_тτ/ (107)

S_т= 56·28/ = 25 > [S]=2

Условие прочности выполняется.

Расчет на сопротивление усталости.

Коэффициент запаса прочности:

S= S_σ· S_τ/ (108)

S_σ=σ_-1D/ σ_а (109)

S_τ=τ_-1D/( τ_а+ψ_τD· τ_а), (110)

где σ_а и τ_а ─ амплитуды напряжений цикла;

ψ_τD ─ коэффициент влияния асимметрии цикла напряжений.

σ_а=10³·М/W; (111)

τ_а=10³·М _к/2W_к

М= (112)

М=32.209 Н·м

М _к=90 Н·м

σ_а=10³·32.209/6444.8=5 МПа

τ_а=10³·90/2·13714.7=3.3 МПа

Пределы выносливости вала:

σ_-1D= σ_-1/К_σD; (113)

τ_-1D= τ_-1/К_τD, (114)

где К_σD и К_τD ─ коэффициенты снижения предела выносливости.

К_σD=( К_σ/ К_dσ+1/ К_Fσ-1)/ К_V, (115)

К_τD=( К_τ/ К_dτ+1/ К_Fτ-1)/ К_V, (116)

где К_σ и К_τ ─ эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

К_dς и К_dτ ─ коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

К_Fς и К_Fτ ─ коэффициенты влияния качества поверхности;

К_V ─ коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

К_σD=( 2.2/0,85+1/0,85-1)/1=2,65

К_τD=( 2,05/0,85+1/0,85-1)/1=2,45

σ_-1D= 410/2,65=155 МПа; τ_-1D= 230/2,45=94 МПа

ψ_τD=ψ_τ/ К_τD (117)

ψ_τD=0,1/2,45=0,041

S_σ=155/5 =31 S_τ=94/(3.3+0,0413.3)=27.4

S= 31·27.4/ =20.5  [S]=2.5

Проверка показала, что коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении больше чем требуемый.