Поверочный расчет вала

6.2 Поверочный расчет вала

Рассчитаем реакции опор:

;

; ,

где ; .

;

; .

Проведем проверку:

;

; .

Построим эпюры изгибающих и крутящих моментов:

;

;

;

;

; ;

;

.

Выбираем несколько опасных сечений, которым соответствуют наибольшие ординаты эпюр и в которых имеются концентраторы напряжений:

;

.

Для каждого из отобранных сечений рассчитываем критерий напряженности:

,

где  – усредненный коэффициент концентрации при изгибе и кручении в данном сечении;

 – изгибающий момент рассматриваемого сечения;

 – крутящий момент;

 – момент сопротивления изгибу.

;

;

;

;

.

Сечение, для которого  имеет максимальное значение, считается наиболее опасным и подлежит дальнейшему расчету.

Назначим материал вала – Сталь 45.

Установим пределы выносливости для материала вала при симметричном цикле изгиба и кручения:

.

где  – предел прочности материала.

В опасном сечении вала определим расчетный коэффициент запаса прочности:

,

где  и  – коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:

.

Параметры симметричного цикла изменения напряжения при изгибе:

·  амплитуда:

,

где  – изгибающий момент в опасном сечении;

·  среднее значение цикла:

.

Амплитуда и среднее значение от нулевого цикла изменения напряжения при кручении:

,

где .

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений детали определяю из выражений:

;

,

где ;  – эффективные коэффициенты концентрации напряжений при расчете на изгиб и кручение;

;  – коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения (масштабные факторы);

;  – коэффициенты качества обработки поверхности;

 – коэффициент упрочняющей обработки;

;  – коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла.

Сопоставляем расчетный коэффициент запаса прочности  c допустимым значением :

.

6.3 Поверочный расчет подшипников качения на долговечность

Условие обеспечения долговечности подшипника:

,

где  – расчетная долговечность подшипника, ;

 – установленный ресурс (заданный ресурс) подшипника, который равен:

.

Расчетная долговечность подшипника определяется из соотношения:

т. о. условие соблюдается.

где  – динамическая грузоподъемность;

 – эквивалентная нагрузка;

 – показатель степени для шарикоподшипников;

 – частота вращения подшипника:

.

Эквивалентную нагрузку для радиальных и радиально-упорных подшипников рассчитаем по следующей формуле:

,

где ;  – радиальная и осевая нагрузка на подшипник;

 – коэффициент вращения, при вращении внутреннего кольца;

 – коэффициент безопасности;

 – температурный коэффициент, при ;

 – для радиальных шарикоподшипников.

6.4 Эпоры изгибающих и крутящих моментов

Рис.5 – Эпюры изгибающих и крутящих моментов

Список использованной литературы

1.  Орлов В.А., Кравцов Э.Д. Детали машин и основы конструирования: Конспект лекций. – Одесса: ОПИ, 1991;

2.  Методические указания к курсовому проектированию по курсу «Детали машин и основы конструирования» «Расчет зубчатых зацеплений, валов и подшипников цилиндрического редуктора» для студентов всех специальностей /Сост.: В.А. Орлов, Э.Д. Кравцов. – Одесса: ОПИ, 1993;

3.  Курсовое проектирование деталей машин /В.Н. Кудрявцев и др. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984;

4.  Цехнович Л.И., Петренко И.П. Атлас конструкций редукторов. – К.: Вища шк., 1979;

5.  Подшипники качения: Справочник-каталог /Под ред. В.Н. Нарышкина и Р.В. Коросташевского. – М.: Машиностроение, 1984.