осьового навантаження Y.
За табл. 9.18 [10, с.402]. Х = 0,4; Y = 1,947
Еквівалентна навантаження в опорі D [10, с.212]:
РD = (X В· V В· FrD + Y В· FaD) В· Кб В· Кт = 21916 Н
Розрахункова довговічність:
В
Такий же підшипник встановлений і в менш навантаженої опорі С.
4.7.3 Тихохідний вал
Осьова сила на валу F111 = Fа4 = 7725 Н і спрямована до опорі Е
Визначаємо параметр [9, с.9]
l = L/dn = (159 +74)/90 = 2,6 <10
Де L - відстань між опорами
L = L4 + L5
dn - внутрішній діаметр підшипника.
Для валів малої жорсткості l> 10 рекомендується використовувати дворядні сферичні кулько-й роликопідшипники [9, с.9]. Вважаємо, що осьова сила сприймається більш навантаженим підшипником, тоді [9, с.9]
f = Fа4/Fr = Fа111/FrЕ = 7725/20220 = 0,35 <0,35
Де Fr - радіальне навантаження на найбільш навантажений підшипник.
Зі = 300000
Складаємо ставлення
Fа/Зі = 0,0746
і визначаємо параметр осьового навантаження [9, с.14]
е = 0,518 В· (F а/Со) 0,24 = 0,278
Порівнюємо f та е
Еквівалентна навантаження в опорі Е
РЕ = (X В· V В· FrE + Y В· FaE) В· Кб В· Кт = 30000 Н
Визначаємо розрахункову довговічність:
В
4.8 Уточнений розрахунок валів
Розрахунок вала на втомну міцність полягає в визначенні коефіцієнта міцності в небезпечному перерізі і зіставленні його з допускаються значенням [9, с. 20]
S = Ss В· St/(Ss2 + St2) 1/2 Ві [S]
де [S] - допустимий коефіцієнт запасу міцності, рекомендується приймати [S] = 2,5;
Ss і St - коефіцієнти запасу міцності по нормальним і дотичним напруженням.
4.8.1 Швидкохідний вал
Значення Ss і St визначаються за формулами [9, с. 20]
Ss = S-1/(SА В· КsD/KCs + ys sm),
St = T-1/(ta В· KtD/KCt + yt tm)
Де s-1, t-1 - межі витривалості сталі при вигині і крученні,
KCs, KCt - коефіцієнти довговічності,
ys yt - коефіцієнти асиметрії циклів;
SА і ta - амплітудні, sm tm - середні значення нормальних і дотичних напружень;
КsD KtD - приведені ефективні коефіцієнти концентрації напружень в деталі. Межа витривалості залежить від межі міцності матеріалу вала
sв і визначається за формулами [9, с.20]:
s-1 = 0,43 В· sв - для вуглецевих сталей;
s-1 = 0,35 В· sв + 100 - для легованих сталей;
t-1 = 0,58 В· s-1.
Матеріал швидкохідноговала сталь 40ХН ГОСТ 4543-71
s-1 = 0,35 В· sв +100 = 422 МПа
t-1 = 0,58 В· s-1 = 245 МПа
Коефіцієнти КsD і KtD рівні [7, с.20]:
КsD = (Кs/es + b - 1)/bу, KtD = (Kt/et + b - 1)/bу , br/>
Де Кs і Kt - ефективні коефіцієнти концентрації напруг,
es і es - масштабні чинники, b - фактор шорсткості,
bу - коефіцієнт , Що враховує поверхневе зміцнення валу. Фактор шорсткості залежить від способу обробки поверхні валу і міцності матеріалу вала [9, с.20]
b = 0,97 - 1,5 В· 10-4 (Sв - 400) - для шліфованої поверхні,
b = 0,96 - 2,5 В· 10-4 (Sв - 400) - при чистової обточуванні,
b = 0,9 - 3 В· 10-4 (Sв - 400) - при грубої обточуванні. br/>
Для швидкохідного валу (чистова обробка)
b = 0,96 - 2,5 В· 10-4 (Sв - 400) = 0,83. br/>
За відсутності зміцнення поверхні валу приймають bу = 1, інакше - за табл. 4 [9, с.21]. Небезпечним перетином для швидкохідного валу є перетин під опорою В, де діє максимальний згинальний момент
концентратів напруг в даному перетині є запресовує підшипника. Для оцінки концентрації напружень у місцях установки на валу деталей з натягом використовують відношення Кs/Es і Kt/et = 0,4 + 0,6 В· Кs/es.
Для швидкохідного валу при dп = 45 і Пѓв = 920 МПа
Кs/es = 4,36 за табл. 12.18 [1, с.215]. p> Kt/et = 0,4 + 0,6 В· Кs/es = 0,4 +0,6 В· 4,36 = 3,02
Визначаємо коефіцієнти КsD і KtD
КsD = (Кs/es + b - 1)/bу = (4,36 + 0,83 - 1) = 4,19
KtD = (Kt/et + b - 1)/bу = (3,02 + 0,83 -1) = 2,85
Коефіцієнт асиметрії циклу обчислюють за формулою [9, с.22]
ys = 0,02 В· (1 + 0,01 sв) = 0,02 + (1 + 0,01 В· 920) = 0,2
yt = 0,5 ys = 0,5 В· 0,2 = 0,01
При визначенні амплітудних і середніх значень напруг циклу при згині враховують його симетричний характер.
SА = Мі max В· 103/Wх = 263 В· 103/16334 = 16 МПа
Де Wх - осьовий момент опору перерізу валу в мм3
Wх = p В· dn3/32 = 3,14 В· 553/32 = 16334 мм3
Середня напруга циклу нормальних напружень при наявності осьового навантаження Fа
SМ = 4 В· Fа/p В· dn2 = 4 В· 4300/3,14 В· 552 = 1,81 МПа
Для дотичних напружень більш характерним є от...
