 |
6.4 Расчет вала на усталостную прочность
|
|
|
|
6. 4 Расчет вала на усталостную прочность
Вычисляем коэффициент запаса прочности S [4, с. 169]
, (6. 6)
где Sσ и Sτ - коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям, определяемые по зависимостям
, (6. 7)
, (6. 8)
где σ a и τ a — амплитуды напряжений цикла; σ m и τ m — средние напряжения цикла; ψ σ = 0, 1 и ψ τ =0, 05 — коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений для рассматриваемого сечения.
В расчетах валов принимают, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу: σ a = σ и и σ m = 0, а касательные напряжения — по отнулевому циклу: τ a = τ k /2 и τ m = τ k /2.
Тогда
, (6. 9)
, (6. 10)
Н· мм;
Н· мм;
МПа;
МПа;
Пределы выносливости σ -1 и τ -1 [4, с. 165]
МПа;
МПа.
Кσ = 1, 9 и Кτ = 1, 4 – эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении.
Кd = 0, 68 и КF = 0, 8 – масштабный фактор и фактор шероховатость поверхности.
;
;
=2, 0.
Условие прочности выполнено, поэтому вал пригоден.
Т. к. крутящий и изгибающий момент на валу головной опоры и на валу концевой опоры различаются незначительно, запас прочности вала головной опоры примерно равен запасу прочности вала концевой опоры.
8 РАСЧЕТ ШТИФТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
|
|
|
Расчет штифтов, соединяющих вал шнека и вал концевой опоры
В осевом направлении:
Исходные данные
Н· мм – изгибающий момент на валу шнека;
d = 106 мм – диаметр вала;
lр = 16 мм – рабочая длина штифта;
мм – рабочая высота штифта.
Расчет напряжений смятия
Расчет напряжений смятия ведется по формуле [3, с. 304]
; (5. 1)
МПа;
Допускаемые напряжения 
МПа.
Напряжения смятия меньше допускаемых, значит, для соединения вала шнека и вала концевой опоры достаточно одного штифта.
9 РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ
7. 1 Расчёт подшипников концевой опоры.
Исходные данные:
n = 36 мин-1;
dп = 100 мм;
Подшипники работают при возможных кратковременных перегрузках до 125% номинальной нагрузки, поэтому Kσ = 1, 2 [4, с. 107].
Ожидаемая температура работы tраб = 80˚ С, значит KТ = 1, 05.
Требуемый ресурс работы подшипников 
часов.
Радиальная нагрузка:
Н;
Используемые подшипники:
Радиальные сферические двухрядные подшипники 1320 ГОСТ 28428-90
С = 61000 Н;
С0 = 800000 Н.
Расчетный ресурс работы подшипников [3, с. 359]:
, (7. 1)
где p – показатель степени, для радиальных шариковых подшипников р = 3;
Рэк – эквивалентная динамическая нагрузка.
Эквивалентная динамическая нагрузка, Н
, (7. 2)
где КТ = 1, 05 – температурный коэффициент [3, с. 107];
V = 1 – коэффициент вращения кольца;
X = 1 – коэффициент радиальной нагрузки.
Тогда эквивалентная динамическая нагрузка, Н
.
Определяем расчетный ресурс работы подшипников, в часах
.
Расчетные ресурсы данных подшипников больше заданного ресурса, поэтому подшипники пригодны.
|
|
|
7. 1 Расчёт подшипников промежуточной опоры.
Исходные данные:
n = 36 мин-1;
dп = 100 мм;
Подшипники работают при возможных кратковременных перегрузках до 125% номинальной нагрузки, поэтому Kσ = 1, 2 [4, с. 107].
Ожидаемая температура работы tраб = 80˚ С, значит KТ = 1, 05.
Требуемый ресурс работы подшипников часов.
Радиальная нагрузка:
Н;
Используемые подшипники:
Радиальные сферические двухрядные подшипники 1320 ГОСТ 28428-90
С = 61000 Н;
С0 = 800000 Н.
Расчетный ресурс работы подшипников [3, с. 359]:
, (7. 1)
где p – показатель степени, для радиальных шариковых подшипников р = 3;
Рэк – эквивалентная динамическая нагрузка.
Эквивалентная динамическая нагрузка, Н
, (7. 2)
где КТ = 1, 05 – температурный коэффициент [3, с. 107];
V = 1 – коэффициент вращения кольца;
X = 1 – коэффициент радиальной нагрузки.
Тогда эквивалентная динамическая нагрузка, Н
.
Определяем расчетный ресурс работы подшипников, в часах
.
Расчетные ресурсы данных подшипников больше заданного ресурса, поэтому подшипники пригодны.
|
|
|
