Проверка прочности шпоночных соединений

Проверка долговечности подшипников ведущего вала

Силы, действующие в зацеплении: F_t = 2347 Н, F_r = 854 Н. Первый этап компоновки дал l₁ = 68 мм, рисунок 3.

Реакции опор:

Рисунок 3 – Расчетная схема ведущего вала

в плоскости xz

R_x1 = R_x2 = = 1173,5 Н

- в плоскости yz

Проверка:

Суммарные реакции вычисляют по формуле

H

Подбираем подшипники по наиболее нагруженной опоре. Намечаем радиальные шариковые подшипники легкой серии 208; [1,П3].

Эквивалентную нагрузку Р_э, Н, вычисляют по формуле

Н (47)

где V - коэффициент при вращении внутреннего кольца;

V=1;

- коэффициент безопасности;

=1; [1, таблица 9.19];

- температурный коэффициент;

=1; [1, таблица 9.20].

Расчётную долговечность L, млн.об, вычисляют по формуле

млн.об. (48)

Расчётную долговечность L_h, ч., вычисляют по формуле

ч (49)

Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонки, пазов и длины шпонок [1, таблица 8.9]. Материал шпонок сталь 45 нормализованная.

Допускаемое напряжение смятия , МПа, вычисляют по формуле

(50)

где - допускаемое напряжение смятия при стальной ступице,

МПа.

Диаметр ведущего вала = 32мм, bхh= 10х8мм, мм, длина шпонки l = 50 мм, [1, таблица 8.9].

1.9 Уточнённый расчёт ведущего вала

Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).

Материал валов – сталь 45 улучшенная; = 780 МПа; [1, таблица 3,3].

Предел выносливости , МПа, при симметричном цикле изгиба

≈ 0,43· = 0,43 · 780 = 335 МПа (51)

Предел выносливости , МПа, при симметричном цикле касательных напряжений

≈ 0,58· = 0,58 · 335 = 193 МПа (52)

Рассмотрим сечение, при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту, на кручение.

Момент сопротивления, , , вычисляют по формуле

(53)

Амплитуду и среднее напряжение от нулевого цикла , МПа, вычисляют по формуле

МПа (54)

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям S_τ, вычисляют по формуле

S_τ = МПа (55)

где – коэффициент концентрации касательных напряжений;

= 1,68; [1, таблица 8.5];

– масштабный фактор для касательных напряжений;

= 0,88; [1, таблица 8.8];

– коэффициент для конструкционных сталей;

= 0,1; [1,с.166].

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям S_σ, вычисляют по формуле

МПа (56)

где - коэффициент концентрации нормальных напряжений:

=1,78; [1, таблица8.5];

- масштабный фактор для нормальных напряжений;

=0,87;[1, таблица 8.8 ]

- амплитуда цикла нормальных напряжений;

=13МПа

Результирующий коэффициент запаса прочности вычисляют по формуле

S = МПа (57)

Для обеспечения прочности коэффициент запаса должен быть не меньше

[s] = 1,5÷1,7. Учитывая требования жёсткости, рекомендовано [s] = 2,5 ÷ 3,0. Усло-

вие s ≥ [s] выполнено.

Дата добавления: 2015-07-13