124160 (689876), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

R_x2 = ((-Fx1 * (L1 + L2 + L3)) - Fx2 * L3) / (L2 + L3)

= ((-(-2966,63) * (105 + 80 + 80)) - (-1361,253) * 80) / (80 + 80)

= 5594,107 H

R_y2 = ((-Fy1 * (L1 + L2 + L3)) - Fy3 * L3) / (L2 + L3)

= ((-0 * (105 + 80 + 80)) - 3740,013 * 80) / (80 + 80)

= -1870,007 H

Из условия равенства суммы сил относительно осей X и Y:

R_x4 = (-Fx1) - Rx2 - Fx2

= (-(-2966,63)) - 5594,107 - (-1361,253)

= -1266,224 H

R_y4 = (-Fy1) - Rx2 - Fy3

= (-0) - (-1870,007) - 3740,013

= -1870,006 H

Суммарные реакции опор:

R₁ = (R_x1² + R_y1²)^1/2 = (5594,107² + -1870,007²)^1/2 = 5898,386 H;

R₂ = (R_x2² + R_y2²)^1/2 = (-1266,224² + -1870,006²)^1/2 = 2258,373 H;

1. 9.2 2-й вал

Силы, действующие на вал и углы контактов элементов передач:

F_x3 = 1361,253 H

F_y3 = -3740,013 H

Из условия равенства суммы моментов сил относительно 1-й опоры:

R_x2 = (-Fx2 * L3) / (L2 + L3)

= (-1361,253 * 80) / (80 + 80)

= -680,626 H

R_y2 = (-Fy3 * L3) / (L2 + L3)

= (-(-3740,013) * 80) / (80 + 80)

= 1870,006 H

Из условия равенства суммы сил относительно осей X и Y:

R_x4 = (-Rx2) - Fx2

= (-(-680,626)) - 1361,253

= -680,626 H

R_y4 = (-Rx2) - Fy3

= (-1870,006) - (-3740,013)

= 1870,006 H

Суммарные реакции опор:

R₁ = (R_x1² + R_y1²)^1/2 = (-680,626² + 1870,006²)^1/2 = 1990,019 H;

R₂ = (R_x2² + R_y2²)^1/2 = (-680,626² + 1870,006²)^1/2 = 1990,019 H;

2. Построение эпюр моментов валов

2. 10.1 Расчёт моментов 1-го вала

1-е сечение

M_x = 0 Н ^x мм

M_y = 0 Н ^x мм

M = (M_x1² + M_y1²)^1/2 = (0² + 0²)^1/2 = 0 H ^x мм

2-е сечение

M_x = 0 Н ^x мм

M_y = Fx1 * L1 =

(-2966,63) * 105 = -311496,15 H ^x мм

M = (M_x1² + M_y1²)^1/2 = (0² + -311496,15²)^1/2 = 311496,15 H ^x мм

3-е сечение

M_x = Fy1 * (L1 + L2) + Rx2 * L2 =

0 * (105 + 80) + (-1870,007) * 80 = -149600,52 H ^x мм

M_y = Fx1 * (L1 + L2) + Rx2 * L2 =

(-2966,63) * (105 + 80) + 5594,107 * 80 = -101297,955 H ^x мм

M = (M_x1² + M_y1²)^1/2 = (-149600,52² + -101297,955²)^1/2 = 180669,841 H ^x мм

4-е сечение

M_x = 0 Н ^x мм

M_y = 0 Н ^x мм

M = (M_x1² + M_y1²)^1/2 = (0² + 0²)^1/2 = 0 H ^x мм

2. 10.2 Эпюры моментов 1-го вала

X

Y

Fy1

Fy3

Z

Fx1

Fx3

Ry2

Ry4

Rx2

Rx4

1

2

3

4

105

80

80

Mx, H^xмм

-149600,52

My, H^xмм

-101297,955

-311496,15

311496,15

180669,841

MS = (Mx2 + My2)1/2, H^xмм

Mкр(max) = Ткр, H^xмм

2. 10.3 Расчёт моментов 2-го вала

1 - е сечение

M_x = 0 Н ^x мм

M_y = 0 Н ^x мм

M = (M_x1² + M_y1²)^1/2 = (0² + 0²)^1/2 = 0 H ^x мм

2 - е сечение

M_x = 0 Н ^x мм

M_y = 0 Н ^x мм

M = (M_x1² + M_y1²)^1/2 = (0² + 0²)^1/2 = 0 H ^x мм

3 - е сечение

M_x = Rx2 * L2 =

1870,006 * 80 = 149600,52 H ^x мм

M_y = Rx2 * L2 =

(-680,626) * 80 = -54450,12 H ^x мм

M = (M_x1² + M_y1²)^1/2 = (149600,52² + -54450,12²)^1/2 = 159201,543 H ^x мм

4 - е сечение

M_x = 0 Н ^x мм

M_y = 0 Н ^x мм

M = (M_x1² + M_y1²)^1/2 = (0² + 0²)^1/2 = 0 H ^x мм

2. 10.4 Эпюры моментов 2-го вала

X

Y

Fy3

Z

Fx3

Ry2

Ry4

Rx2

Rx4

1

2

3

4

130

80

80

149600,52

Mx, H^xмм

My, H^xмм

-54450,12

159201,543

MS = (Mx2 + My2)1/2, H^xмм

Mкр(max) = Ткр, H^xмм

2. 11. Проверка долговечности подшипников

   2. 11.1 1-й вал

Выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338-75) 409 тяжелой серии со следующими параметрами:

d = 45 мм - диаметр вала (внутренний посадочный диаметр подшипника);

D = 120 мм - внешний диаметр подшипника;

C = 76,1 кН - динамическая грузоподъёмность;

C_o = 45,5 кН - статическая грузоподъёмность.

Радиальные нагрузки на опоры:

P_r1 = 5898,386 H;

P_r2 = 2258,373 H.

Будем проводить расчёт долговечности подшипника по наиболее нагруженной опоре 1.

Эквивалентная нагрузка вычисляется по формуле:

Р_э = (Х ^x V ^x P_r1 + Y ^x P_a) ^x К_б ^x К_т,

где - P_r1 = 5898,386 H - радиальная нагрузка; P_a = F_a = 0 H - осевая нагрузка; V = 1 (вращается внутреннее кольцо подшипника); коэффициент безопасности К_б = 1,4 (см. табл. 9.19[1]); температурный коэффициент К_т = 1 (см. табл. 9.20[1]).

Отношение F_a / C_o = 0 / 45500 = 0; этой величине (по табл. 9.18[1]) соответствует e = 0.

Отношение F_a / (P_r1 ^x V) = 0 / (5898,386 ^x 1) = 0  e; тогда по табл. 9.18[1]: X = 1; Y = 0.

Тогда: P_э = (1 ^x 1 ^x 5898,386 + 0 ^x 0) ^x 1,4 ^x 1 = 8257,74 H.

Расчётная долговечность, млн. об. (формула 9.1[1]):

L = (C / Р_э)³ = (76100 / 8257,74)³ = 782,655 млн. об.

Расчётная долговечность, ч.:

L_h = L ^x 10⁶ / (60 ^x n₁) = 782,655 ^x 10⁶ / (60 ^x 457,031) = 28541,281 ч,

что больше 10000 ч. (минимально допустимая долговечность подшипника), установленных ГОСТ 16162-85 (см. также стр.307[1]), здесь n₁ = 457,031 об/мин - частота вращения вала.

1. 11.2 2-й вал

Выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338-75) 314 средней серии со следующими параметрами:

d = 70 мм - диаметр вала (внутренний посадочный диаметр подшипника);

D = 150 мм - внешний диаметр подшипника;

C = 104 кН - динамическая грузоподъёмность;

C_o = 63 кН - статическая грузоподъёмность.

Радиальные нагрузки на опоры:

P_r1 = 1990,019 H;

P_r2 = 1990,019 H.

Будем проводить расчёт долговечности подшипника по наиболее нагруженной опоре 2.

Эквивалентная нагрузка вычисляется по формуле:

Р_э = (Х ^x V ^x P_r2 + Y ^x P_a) ^x К_б ^x К_т,

где - P_r2 = 1990,019 H - радиальная нагрузка; P_a = F_a = 0 H - осевая нагрузка; V = 1 (вращается внутреннее кольцо подшипника); коэффициент безопасности К_б = 1,4 (см. табл. 9.19[1]); температурный коэффициент К_т = 1 (см. табл. 9.20[1]).

Отношение F_a / C_o = 0 / 63000 = 0; этой величине (по табл. 9.18[1]) соответствует e = 0.

Отношение F_a / (P_r2 ^x V) = 0 / (1990,019 ^x 1) = 0  e; тогда по табл. 9.18[1]: X = 1; Y = 0.

Тогда: P_э = (1 ^x 1 ^x 1990,019 + 0 ^x 0) ^x 1,4 ^x 1 = 2786,027 H.

Расчётная долговечность, млн. об. (формула 9.1[1]):

L = (C / Р_э)³ = (104000 / 2786,027)³ = 52016,851 млн. об.

Расчётная долговечность, ч.:

L_h = L ^x 10⁶ / (60 ^x n₂) = 52016,851 ^x 10⁶ / (60 ^x 81,613) = 10622664,486 ч,

что больше 10000 ч. (минимально допустимая долговечность подшипника), установленных ГОСТ 16162-85 (см. также стр.307[1]), здесь n₂ = 81,613 об/мин - частота вращения вала.

Подшипники

2. 12 Уточненный расчёт валов

   2. 12.1 Расчёт 1-го вала

Крутящий момент на валу T_кр. = 176715,629 H^xмм.

Для данного вала выбран материал: сталь 45. Для этого материала:

- предел прочности _b = 780 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба

_-1 = 0,43 ^x _b = 0,43 ^x 780 = 335,4 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле кручения

_-1 = 0,58 ^x _-1 = 0,58 ^x 335,4 = 194,532 МПа.

2 - е сечение.

Диаметр вала в данном сечении D = 45 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом (см. табл. 8.7[1]).

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_ = _-1 / ((k_ / (_ ^x )) ^x _v + _ ^x _m) , где:

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

_v = M_изг. / W_нетто = 311496,15 / 8946,176 = 34,819 МПа,

здесь

W_нетто =  ^x D³ / 32 =

3,142 ^x 45³ / 32 = 8946,176 мм³

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

_m = F_a / ( ^x D² / 4) = 0 / (3,142 ^x 45² / 4) = 0 МПа, F_a = 0 МПа - продольная сила,

- _ = 0,2 - см. стр. 164[1];

-  = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- k_/_ = 3,102 - находим по таблице 8.7[1];

Тогда:

Характеристики

Список файлов курсовой работы