Результаты проверочного расчёта выходного вала

Тип концент- ратора	Кs	К d s	Кs К d s	KFs	КsД	Wz,, м3	sа,, МПа	sт, МПа	ss
Галтельный переход
Шпоночный паз
Посадка с натягом	-	-

Тип концент- ратора	Кt	К dt	Кt К d t	KFt	КtД	Wр,, м3	tа,, МПа	tт, МПа	st
Галтельный переход
Шпоночный паз
Посадка с натягом	-	-

Лист

Расчётные значения коэффициента запаса прочности

s = (s_s s_t) / (s²_s + s²_t)^½ равно

– в случае галтельного перехода s = ………………. = ……;

– в случае шпоночного паза s = ………………. = ……;

– в случае посадки с натягом s = ………………. = …….

Для рассматриваемого сечения вала выполняется условие усталостной прочности из s ³ [s] при оценке запаса прочности по любому из концентраторов.

3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСА ПОДШИПНИКОВ

ПО ДИНАМИЧЕСКОЙ ГРУЗОПОДЪЁМНОСТИ

106

60n

С

Kб Kт Рr

m³ Lh

Критерий соответствия подшипника требуемому ресурсу L_h (в часах) при заданной вероятности р безотказной работы представляют в виде:

L_sаh = а₁а₂а₃ , (13)

гдеa₁ –коэффициент надёжности:

Вероятность р ............. 0,9 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99

Коэффициентa₁............ 1 0,62 0,53 0,44 0,33 0,21;

a₂ a₃ –коэффициент, учитывающий качество материала и условия эксплуатации подшипника; в обычных условиях принимается для конических роликоподшипников a₂= 0,6 ... 0,7 и для шариковых подшипников (кроме сферических) a₂= 0,7... 0,8.

С– паспортная динамическая грузоподъёмность в Н;

n – частота вращения вала в об/мин;

т–показатель степени, т =10/3для роликовых подшипников и т = 3 для шариковых подшипников;

Лист

L_h –требуемыйресурс подшипника в часах;

Р_r –эквивалентная нагрузка данного подшипника при номинальном моменте на выходном валу, в Н;

K_б– коэффициент безопасности, при спокойной нагрузкеK_б=1, при умеренных толчках K_б= 1,3 ... 1,5, при ударах K_б= 2,5 ...3;

K_т – температурный коэффициент (для подшипников из стали ШХ15 примем K_т = 1 при рабочей температуре до 100°С.

Определение эквивалентной динамической нагрузки

Эквивалентная нагрузка рассчитывается для подшипника

опоры А по формуле P_rA = (X F_rA +YF_xА)K_б K_т, (14, а)

опоры В по формуле P_В = (X F_rВ +YF_xВ)K_б K_т, (14, б)

где F_rA и F_rВ– радиальные силы, действующие на А - опору и В–опору;

F_xА и F_xВ – осевые силы, действующие на А - опору и В – опору;

X и Y – коэффициенты, учитывающие влияние соответственно радиальной и осевой составляющих реакции в данной опоре.

В каталоге подшипников указан также параметр осевой нагрузки е.

Если отношение F_xА /F_rA £ е, то влияние осевой силы F_xА на работоспособность подшипника А - опоры не учитывается и в (14, а) X = 1, Y = 0.

Если F_xА /F_rA > е, то влияние осевой нагрузки становится больше, чем радиальной (X < 1 и X < Y).

Аналогично решается вопрос с назначением коэффициентов X и Y для подшипника В - опоры.

Особенности расчёта F_xА и F_xВ радиально-упорных шарикоподшипников и и роликовых конических подшипников связаны с тем, что при действии радиальных нагрузок F_rA и F_rB (рис. 9, а) в подшипниках возникают осевые силы, соответственно, S_A и S_B (рис. 9, б).

Рис. 9. Схема сил, действующих на опоры с радиально-упорными и коническими подшипниками на конические роликоподшипники

б)

SA

SB

Fx

A

FxA

а)

a

FxB

FrB

FrA

Fx

R

R = (Ft2 + Fr2)

Лист

Примем, что при монтаже не создан осевой натяг подшипников, тогда

S_А = 0,83eF_rА и S_В = 0,83 eF_rВ – для конических роликоподшипников,

S_А = eF_rА и S_В = eF_rВ – для шарикоподшипников.

При наличии осевого люфта вал с внутренними кольцами подшипников под действием сил F_x, S_А и S_В сместится в сторону одной из опор.

Если сумма S = S_A + F_x – S_B > 0, то вал сместиться в сторону правой опоры; следовательно, на левую опору действует только внутренняя сила S_A и поэтому F_xA = S_A. Из уравнения равновесия F_x + F_xA – F_xB = 0 определим силу F_xB = F_x + F_xA = F_x + S_A.

Если сумма S < 0, то вал сместиться в сторону левой опоры, на правую опору в осевом направлении будет действовать только внутренняя сила S_B , соответственно, F_xB = S_B . Из уравнения F_x + F_xA – F_xB = 0 следует, что сила F_xA = S_B – F_x.

Последовательность определения эквивалентной нагрузки

1. Определить значение параметра осевой нагрузки e по каталогу.

2. Вычислить значения внутренних осевых сил S_A и S_B .

3. Вычислить сумму сил S = S_A + F_x – S_B; определить F_xА и F_xВ.

4. Определить отношения F_xА/ F_rA и F_xВ/ F_rВ и сравнить их с величиной e; назначить коэффициенты X и Y для каждого из подшипников вала

5. Рассчитать эквивалентную нагрузку

для А - опорызначение P _A= (X F_rA +YF_xА)K_б K_т,

дляВ - опорызначение P _В = (X F_rВ +YF_xВ)K_б K_т.

Расчёт ресурса L_sаh подшипников выходного вала редуктора

1. По каталогу параметр e = …… для подшипника 46….. .

2. Значение осевой силы S_A = …….. = ……. Н; S_B= …….. = …….Н.

3. Значение S = S_A + F_x – S_B = …………………. = ……… > или < 0.

Значение F_xА = …………Н; значение F_xВ = …………Н.

4. Отношение F_xА/ F_rA = ………. = …… > или < е; следовательно, при расчёте ресурса подшипника опоры А принимаем Х = ……и Y = ……. .

Отношение F_xВ/ F_rВ = ………. = …… > или < е; следовательно, при расчёте ресурса подшипника опоры В принимаем Х = ……и Y = …….

5. Эквивалентная нагрузка

– А - опоры P_A= (X F_rA +YF_xА)K_бK_т = ……………………….. = ……. Н;

– В - опоры P_В = (X F_rВ +YF_xВ)K_бK_т = ……………………….. = ……. Н.

Лист

6. Расчётный ресурс подшипника опоры А

106

60n

С

Kб Kт Рr

m

L_sаh = а₁а₂а₃ = ……………………. = ………. час.

106

60n

С

Kб Kт Рr

m

Расчётный ресурс подшипника опоры В

L_sаh = а₁а₂а₃ = ……………………. = ………. час.

Расчётный ресурс превышает требуемый, т.е условие L_sаh ³ L_h выполнено.

4. РАСЧЁТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ