Вертикальна площина. Сума моментів сил і реакцій опор щодо опори С
? mС=69Fr + Fad2/2 - 138DY=0
Звідси знаходимо реакцію опори D в площині XOZ
DY=(69 · 1281 + 523 · 299.33/2)/138=1208 H
Сума моментів сил і реакцій опор щодо опори D
? mС=69Fr - Fad2/2 - 138CY=0
Звідси знаходимо реакцію опори C в площині XOZ
CY=(69 · 1281 - 523 · 299.33/2)/138=73 H
Згинальні моменти в площині XOZ
MY1=73 · 69=5,0 Н · м
MY2=1 208 · 69=83,4 Н · м
Сумарні реакції опор:
C=(37822 + 732) 0,5=3783 H
D=(31202 +12082) 0,5=3346 H
Ставлення F a/C o=523/25,0? 10 3=0,021 ® е=0,24 [1c. 131]
Перевіряємо найбільш навантажений підшипник C.
Ставлення F a/C=523/3783=0,14 lt; e, отже Х=1,0; Y=0
Еквівалентна навантаження
Р=(1,0 · 1 · 3783 + 0) 1,5 · 1=5675 Н
Необхідна вантажопідйомність підшипника
З тр=Р (573? L/10 6) 1/m,
де m=3,0 - для кулькових підшипників
З тр=5675 (573 · 5.86 · 25000 · 10 6) 1/3=24848 Н lt; C=43,6 кН
Розрахункова довговічність підшипника.
=106 (43,6? 103/5 675) 3/60? 56=134 965 годин, gt; [L]=25000 годину
9. Перевірка міцності шпонкових з'єднань
Вибираємо шпонки призматичні з округленими торцями за ГОСТ 23360-78. Матеріал шпонок - сталь 45 нормалізована.
Напруга зминання і умова міцності
де h - висота шпонки;
t1 - глибина паза;
l - довжина шпонки
b - ширина шпонки.
Швидкохідний вал.
Шпонка на вихідному кінці вала: 10? 8? 56.
Матеріал шківа чавун, допустиме напруження зминання [?] см=50 МПа.
? см=2 · 105,6 · 103/35 (8-5,0) (56-10)=43,7 МПа
Тихохідний вал.
Шпонка під колесом 20? 12? 63. Матеріал маточини - сталь, допустиме напруження зминання [?] См=100 МПа.
? см=2 · 508,6 · 103/65 (12-7,5) (63-20)=80,9 МПа
Шпонка на вихідному кінці вала: 16? 10? 70. Матеріал напівмуфти - чавун, допустиме напруження зминання [?] См=50 МПа.
? см=2 · 508,6 · 103/50 (10-6,0) (70-16)=94 МПа
Так як умова? см lt; [?] см не виконується, то ставлять дві шпонки під кутом 180 °, кожна з яких буде передавати половину моменту, тоді
? см=2 · 508,6 · 103/2 · 50 (10-6,0) (70-16)=47 МПа
У всіх випадках умова? см lt; [?] см виконується, отже стійка робота шпонкових з'єднань забезпечена.
10. Уточнений розрахунок валів
Швидкохідний вал
Розглянемо перетин, що проходить під опорою А. Концентрація напружень обумовлена ??підшипником посадженим з гарантованим натягом.
Матеріал валу сталь 45, поліпшена: s В=780 МПа [2c34]
Межі витривалості:
при вигині s - 1 »0,43? s В=0,43? 780=335 МПа;
при крученні t - 1 »0,58? s - 1=0,58? 335=195 МПа.
Сумарний згинальний момент:
М=М х=55,8 Н · м
Осьовий момент опору:
W =? d 3/32 =? 40 3/32=6,28 · 10 3 мм 3
Полярний момент опору:
W p=2W=2 · 6,28 · 10 3=12,6 · 10 3 мм 3
Амплітуда нормальних напруг:
? v=M та/W=55,8 · 10 3/6,28 · 10 3=8,9 МПа
Амплітуда і середнє напруження циклу дотичних напруг:
tv=tm=T 1/2W p=105,6 · 10 3/12,6 · 10 3=8,4 МПа
Коефіцієнти:
k?/E? =3,65; k t/e t=0,6 k?/E? + 0,4=0,6 · 3,65 + 0,4=2,6
Коефіцієнт запасу міцності за нормальними напруженням
s? =?- 1/(k?? V/e?)=335/3,65 · 8,4=10,9
Коефіцієнт запасу міцності по дотичним напруженням
st=t - 1/(kttv/et + yttm)=195/(2,6 · 8,4 + 0,1 · 8,4)=8,6
Загальний коефіцієнт запасу міцності
s=s? st/(s? 2 + st 2) 0,5=8,6 · 10,9/(8,6 2 + 10,9 2) 0,5=6,7 gt; [s]=2,5
Тихохідний вал
Розглянемо перетин, що проходить під опорою D. Концентрація напружень обумовлена ??підшипником посадженим з гарантованим натягом.
Сумарний згинальний момент
М=281,8 Н · м.
Осьовий момент опору
W =? d 3/32 =? 55 3/32=16,3 · 10 3 мм 3
Полярний момент опору
W p=2W=2 · 16,3 · 10 3=32,6 мм
Амплітуда нормальних напружень
? v=M та/W=281,8 · 10 3/16,3 · 10 3=17,3 МПа
Амплітуда і середнє напруження циклу дот...
