Проверочный расчет подшипников. Проверяем подшипники второго вала – радиальный шариковый однорядный подшипник по ГОСТ 8338-79№ 111

7 Проверочный расчет подшипников

Цель: Определить эквивалентную динамическую нагрузку подшипников, проверить подшипники по динамической грузоподъемности.

7.1 Проверяем подшипники первого вала – радиальный шариковый однорядный подшипник по ГОСТ 8338-79№ 111.

Определяем осевую нагрузку по формуле

                                                    (7.1)

Тогда отношения

,                                                     (7.2)

                                                          (7.3)

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку наиболее нагруженного подшипника по формуле

                                           (7.4)

где   Х -  коэффициент радиальной нагрузки, Х=0,56;

V -  коэффициент осевой нагрузки, V=1;

K_σ – коэффициент безопасности, принимаем K_σ = 1,3;

K_т – температурный коэффициент, для рабочей температуры подшипника до 100 ^оС, принимаем K_т = 1.

Определим динамическую грузоподъемность по формуле

                                (7.5)

где  m – показатель степени, для шариковых подшипников m = 3;

       – коэффициент надежности, при безотказной работе подшипника γ = 90 %, а₁ = 1;

        – коэффициент учитывающий влияние качества подшипника и качества его эксплуатации; при обычных условиях работы подшипника  – для шариковых подшипников;

С_r = 28,1 кН

6.2 Проверяем подшипники второго вала – радиальный шариковый однорядный подшипник по ГОСТ 8338-79№ 111.

Определяем осевую нагрузку по формуле

                                                   

Радиальная нагрузка подшипника R_r = R_С =4488,5 H.

Определим динамическую грузоподъемность по формуле (7.5)

С_r = 29,6 кН.

Вывод: Так как в результате проверочного расчета подшипников условие (7.5) выдержано, значит, выбранные предварительно подшипники валов пригодны.

8 Проверочный расчет шпоночных соединений

         Цель: Выполнить проверочный расчет выбранных шпонок.

         Выбираем призматические шпонки по ГОСТ 23360–78, со следующими стандартными размерами:

         1 Диаметр первого вала под полумуфту d = 50 мм; сечения шпонки:                      b = 14 мм, h = 9 мм; глубина паза вала t₁ = 5,5 мм; длина шпонки  l  = 60 мм.

         2 Диаметр второго вала под колесо d = 68 мм; сечения шпонки:                      b = 20 мм, h = 12 мм; t₁ = 7,5 мм; l  = 100 мм.

         3 Диаметр второго вала под полумуфту d = 55 мм; сечения шпонки:            b = 16 мм, h = 10 мм; t₁ = 6 мм; l  = 70 мм.

         Расчет на прочность шпоночных соединений проводиться как проверочный по напряжениям смятия, по условию

                                        (8.1)

         где   l_{р i}  – рабочая длина шпонки со скругленными концами, определяется по формуле

                                                     (8.2)

                    – допускаемое напряжение на смятие, при стальной ступице и спокойной нагрузке,  [1].

         Подставляя значения в условие (8.1), получим

         Вывод: Так как проверочный расчет шпоночных соединений на смятие дал удовлетворительный результат, значит, прочность шпонок обеспечена.

9 Уточненный расчет валов

Цель: Определить коэффициенты запаса прочности в опасных сечениях валов редуктора и сравнить их с допускаемыми.

Проверочный расчет валов на прочность выполняется на совместное действие изгиба и кручения.

9.1 Первый вал

По построенным эпюрам (рисунок 6.1) определяем эквивалентный момент для опасного сечения первого вала

                                          (9.1)

Определяем касательные и нормальные напряжения по формулам

                                                     (9.2)

                                                  (9.3)

Определим коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для опасного сечения вала по формулам

                                            (9.4)

                                            (9.5)

где  K_σ, K_τ – эффективные коэффициенты концентрации напряжений  ;

       K_d – коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения K_d=0,88;

       K_F – коэффициент влияния шероховатости.

Подставляя найденные коэффициенты в формулы (9.4) и (9.5), получим

Определим пределы выносливости в расчетном сечении вала по формулам

                                             (9.6)

                                             (9.7)

где  ,  – пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения.

Определяем коэффициенты запаса прочности в опасном сечении по формулам

                                                   (9.8)

                                                    (9.9)

Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении по формуле

                                                (9.10)

9.2 Второй вал

По построенным эпюрам (рисунок 6.2) определяем эквивалентный момент для опасного сечения второго вала

                                          (9.11)

Определяем касательные и нормальные напряжения по формулам

                                                   (9.12)

                                               (9.13)

Определим коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для опасного сечения вала по формулам

                                      (9.14)

                                      (9.15)

где  К_у – коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

Подставляя найденные коэффициенты в формулы (9.14) и (9.15), получим

Определим пределы выносливости в расчетном сечении вала по формулам (9.6), (9.7)

Определяем коэффициенты запаса прочности в опасном сечении по формулам (9.8), (9.9)

Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении по формуле (9.10)

Вывод: Условие (9.10) выполняется для всех опасных сечений валов, т.е. прочность валов обеспечена.

Краткое описание документа:

Цель: Определить эквивалентную динамическую нагрузку подшипников, проверить подшипники по динамической грузоподъемности.

7.1 Проверяем подшипники первого вала – радиальный шариковый однорядный подшипник по ГОСТ 8338-79№ 111.

Определяем осевую нагрузку по формуле

Тогда отношения

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку наиболее нагруженного подшипника по формуле