Проверка статической прочности валов и расчет валов на жесткость

⇐ ПредыдущаяСтр 18 из 20Следующая ⇒

Проверка статической прочности осуществляется по значениям максимальных напряжений и с учетом возможных перегрузок по формуле эквивалентных напряжений : = ,

где = σ_аα_П и = τ_max·α_П, причем α_П₌- коэффициент перегрузки передачи (здесь Р_дв.н.и Р_дв.р.– соответственно номинальная и расчетная мощности приводного двигателя передачи, Т_max и Т_ном – максимальный и номинальный вращающие моменты на валу двигателя);

- допускаемое напряжение,

= , здесь σ_Т – предел текучести материала вала, - требуемый коэффициент запаса по пределу текучести, =1,5-2.

На жесткость рассчитывают, как правило, вал-червяк, порядок расчета приведен в разделе 3.8.8.

Подбор и проверочный расчет подшипников качения

Окончательный подбор и расчет подшипников качения выполняют после проверочного расчета валов и проводят по двум критериям:

- динамическая грузоподъемность по усталостному выкрошиванию;

- статическая грузоподъемность по остаточным деформациям.

При проектировании машин подшипники качения не конструируют, а подбирают и рассчитывают согласно ГОСТ 18854 и ГОСТ 18855.

Первоначально, по справочным таблицам 4.55-4.57, зная диаметр вала под подшипником и действующие силы, выбирают подшипник средней или легкой серии и соответствующего типа в зависимости от величины и направления нагрузок на опоры и выписывают параметры выбранного подшипника: внутренний диаметр d, наружный диаметр D, ширину В, динамическую С и статическую С_о грузоподъемности.

Проверочный расчет подшипников качения по динамической грузоподъемности выполняют для предупреждения усталостного разрушения (выкрошивания) при частоте вращения n 10 мин^-1.

Динамическая грузоподъемность С и ресурс L связаны формулой

или

где L – ресурс, млн. оборотов внутреннего кольца подшипника;

р - показатель степени, р = 3 - для шариковых подшипников,

р = 10/3 = 3,33 - для роликовых;

С_р и С_табл- расчетная и табличная динамическая грузоподъемность.

С_таблзависит от прочности материала, конструктивных особенностей и технологических характеристик подшипника;

F – эквивалентная или приведенная нагрузка, Н.

Ресурс

где: n – частота вращения вала, мин^-1;

L_h – ресурс в часах (долговечность в часах); рекомендуемые минимальные долговечности подшипников:

L_h = 20000 часов для зубчатых редукторов;

L_h = 10000 часов для червячных редукторов.

Эквивалентную нагрузку F определяют:

а) для радиальных подшипников

б) для радиально-упорных шарико- и роликоподшипников

Рекомендации по выбору радиально-упорных подшипников приведены в таблице 4.50. Формулы для расчета осевых нагрузок в таблице 4.51.

в) для упорных шариковых и роликовых подшипников

где: F_r и F- наибольшая радиальная и осевая нагрузка на опоре, Н;

Х и Y - коэффициенты радиальной и осевой нагрузок (таблица 4.52);

V – коэффициент вращения кольца. V = 1 – при вращении внутреннего кольца и V = 1,2 - при вращении наружного кольца;

k _Б - коэффициент безопасности, для редукторов k _Б= 1,5;

k_T - температурный коэффициент:	1	1,05	1,1	1,15	1,25
Температура подшипника, С:	100	125	150	175	200

В радиально-упорных подшипниках при действии на них радиальных нагрузок возникают осевые составляющие S от радиальных реакций, которые учитывают при расчете подшипника. Величину осевой составляющей определяют по формулам:

для радиально-упорных шарикоподшипников:

для конических роликоподшипников:

где: е – коэффициент осевого нагружения, выбирают по таблице 4.53 в зависимости от отношения F_α / C_o , где С_о – статическая грузоподъемность.

Величины е, Х и Y для радиальных и радиально-упорных подшипников с углом контакта α < 15^о выбирают по таблице 4.54 в зависимости от отношения F_α / C_o и . При выборе Y применяют линейную интерполяцию.

Для радиально-упорных шарикоподшипников с номинальным углом контакта α > 15^о и конических роликоподшипников коэффициенты Х и Y выбирают в зависимости от отношения , коэффициента осевого нагружения е и угла контакта α (таблица 4.54).

Если кольцо подшипника вращается с частотой n < 10 мин^-1, то подшипник выбирают по статической грузоподъемности С_о.

Подшипник подбирают путем сравнения требуемой величины статической грузоподъемности Р_о с ее табличным значением C _о

Р_о С_о_.

Величину эквивалентной (требуемой) статической нагрузки Р_о определяют:

- для радиальных и радиально-упорных шарикоподшипников:

Р_о= F_r,

здесь Х_о и Y _о – коэффициенты радиальной и осевой статической нагрузки;

F_r и F_α - радиальная и осевая нагрузка, Н;

- для радиальных или осевых роликоподшипников с короткими цилиндрическими роликами: Р_о= F_r; Р_о= F_α ;

- для упорно-радиальных шарико- и роликоподшипников

где α – номинальный угол контакта подшипника (таблица 4.54).

Таблица 4.50 - Рекомендации по выбору радиально-упорных шарикоподшипников

Отношение F_a / F_r	Условное обоз- начение, угол контакта α	Осевая состав- ляющая S в долях от F_r	П р и м е ч а н и е
0,35…0,8	36000; α = 12^о	0,3 F_r	Допустимо использование особо легкой и сверх легкой серии
0,81…1,2	46000; α = 26^о	0,6 F_r	При весьма высоких ско- ростях легкая серия предпочтительнее
Свыше 1,2	6600; α = 36^о	0,9 F_r	Для высоких скоростей подшипник с данным уг- лом контакта не пригоден

Таблица 4.51 - Формулы для определения осевых нагрузок

Условие нагружения	Осевая нагрузка
S₁ S₂; F_α 0 S₁ S₂ ; F_α> S₂ –S₁	F_α1 = S₁ F_α2 = S₁ + F_α
S₁ S₂ F_α S₂ – S₁	F_α1 = S₂ - F_α F_α ₂ = S ₂

Таблица 4.52 - Значения коэффициентов Х и U для подшипников радиальных однорядных

F_α /С_о						е
F_α /С_о	Х		Y	Х	Y	е
0,014 0,028 0,056 0,084 0,11 0,17 0,28 0,42 0,56	1	0		0,56	2,30 1,99 1,71 1,55 1,45 1,31 1,15 1,04 1,00	0,19 0,22 0,26 0,28 0,30 0,34 0,38 0,42 0,44

Таблица 4.53 - Радиально-упорные конические однорядные

0,4

0,4 ctg α

1,5 tg α

Таблица 4.54 - Радиально-упорные шариковые

α^o	i·F_α / C_o					e
α^o	i·F_α / C_o	Х	Y	Х	Y	e
12	0,014 0,029 0,057 0,086 0,11 0,17 0,29 0,43 0,57	1	0	0,45	1,81 1,62 1,46 1,34 1,22 1,13 1,04 1,01 1,00	0,30 0,34 0,37 0,41 0,45 0,48 0,52 0,54 0,54
15	0,015 0,029 0,058 0,087 0,12 0,17 0,29 0,44 0,58	1	0	0,44	1,47 1,40 1,30 1,23 1,19 1,12 1,02 1,00 1,00	0,38 0,40 0,43 0,46 0,47 0,50 0,55 0,56 0,56
18, 19, 20 24, 25, 26 30 35, 36 40		1	0	0,43 0,41 0,39 0,37 0,35	1,00 0,87 0,76 0,66 0,57	0,57 0,68 0,80 0,95 1,14

i - число рядов тел качения.

Шарикоподшипники радиальные однорядные (ГОСТ 8338). Значения приведены в таблице 4.55

Таблица 4.55 - Шарикоподшипники радиальные однорядные (ГОСТ 8338)

Условное обозначе-ние шарикопод шипника	Размеры, мм						Динамическая грузоподъем- ность, С, кН		Статическая грузоподъем- ность, С_о, кН
Условное обозначе-ние шарикопод шипника	d	D	B	r	d₂	D₂	Динамическая грузоподъем- ность, С, кН		Статическая грузоподъем- ность, С_о, кН
1	2	3	4	5	6	7	8		9
Легкая серия
204	20	47	14	1,5	28,3	39,5	10	6,3
205	25	52	15	1,5	33,3	43,9	11	7,09
206	30	62	16	1,5	40,3	51,7	15,З	10,2
207	35	72	17	2	46,9	60,2	20,1	13,9
208	40	80	18	2	52,4	67,6	25,6	18,1
209	45	85	19	2	57,4	72,6	25,7	18,1
210	50	90	20	2	61,8	77,9	27,5	20,2
211	55	100Д	21	2,5	68,7	86,1	34	25,6
212	60	110	22	2,5	75,7	94,5	41,1	31,5
213	65	120	23	2,5	82,5	102,5	44,9	34,7
214	70	125	24	2,5	87,0	108,5	48,8	38,1
215	75	130	25	2.5	92	113	51,9	41,9
216	80	140	26	3	98,6	121,4	57	45,4
217	85	150	28	3	106,1	129	65,4	54,1
218	90	160	30	3	112,4	139	75,3	61,7
219	95	170	32	3,5	118	147	85,3	70,9
220	100	180	34	3,5	125	155	95,8	80,6
221	105	190	36	3,5	131	164	104	91
222	110	200	38	3,5	138	172	113	102
224	120	215	40	3,5	149,5	185,5	122	114
226	130	230	40	4	163,5	198,2	124	116
228	140	250	42	4	178,6	213,2	126	122
230	150	270	45	4	190	230	149	153
232	160	290	48	4	204	246	158	168
234	170	310	52	5	215,2	265	178	200
236	180	320	52	5	227,1	274,3	189	213
238	190	340	55	5	240,2	289,8	200	233
244	220	400	65	5	285	338	220	272
Средняя серия
304	20	52	15	2	30,3	41,7	12,5	7,94
305	25	62	17	2	36,6	50,4	17,6	11,6
306	30	72	19	2	44,6	59,4	22	15,1
307	35	80	21	2,5	48,9	66,1	26,2	17,9
308	40	90	23	2,5	56,5	74,5	31,9	22,7
309	45	100	25	2,5	61,7	82,6	37,8	26,7
310	50	110	27	3	68,7	91,4	48,5	36,3
311	55	120Д	29	3	75,0	100,0	56	42,6
312	60	130	31	3,5	81,5	108,0	64,1	49,4
313	65	140	33	3,5	88,0	116,8	72,7	56,7
314	70	150	35	3,5	94,6	125,2	81,7	64,5
315	75	160	37	3,5	101,3	133,7	89	72,8
316	80	170	39	3,5	108,0	142,0	96,5	81,7
317	85	180	41	4	114,2	150,6	104	91
318	90	190	43	4	121	159	112	101
319	95	200	45	4	127,5	167,5	120	111
320	100	215	47	4	135,6	179,4	136	133
321	105	225	49	4	142	187,9	144	145
322	110	240	50	4	150	200	161	170
324	120	260	55	4	169	216	170	184
326	130	280	58	5	178	232	180	198
330	150	320	65	5	204	266	217	258
Тяжелая серия
405	25	80	21	2,5	41	64	29,2 20,8 15300
406	30	90	23	2,5	48,9	71,5 246	37,2	27,2
407	35	100	25	2,5	55,2	79,8	43,6	31,9
408	40	110	27	3,0	62,2	88,3	50,3	37
409	45	120	29	3,0	68,7	96,3	60,4	46,4
410	50	130	31	3,5	77,2	106,8 685	68,5	53
411	55	140	33	3,5	81,5	113,7	78,7	63,7
412	60	150	35	3,5	88,0	122,2	85,6	71,4
413	65	160	37	3,5	94,5	130,6	92,6	79,6
414	70	180	42	4,0	104,1	145,9	113	107
415	75	190	45	4,0	110,6	155,6	119	117
416	80	200	48	4,0	117,0	162,9	128	127
417	85	210	52	5,0	123,7	171,3	136	138

Шарикоподшипники радиально-упорные однорядные (ГОСТ 831).

Таблица 4.56 - Шарикоподшипники радиально-упорные однорядные (ГОСТ 831)

Условное

обозначение

шарикопод-шипника

Размеры, мм

Динамическая

грузоподъем- ность,

С, кН

Статическая

грузоподъем-

ность,

С_о, кН

r₁

Легкая серия

=12^o

36204

1,5

0,5

12,3

8,47

36205

1,5

0,5

13,1

9,24

36206

1,5

0,5

18,2

13,3

36207

2,0

18,1

36208

2,0

30,6

23,7

36209

2,0

32,3

25,6

36210

2,0

33,9

27,6

36211

100Д

2,5

1,2

41,9

34,9

36212

110

2,5

1,2

48,2

40,1

36213

120

2,5

1,2

57,7

36214

125

2,5

1,2

55,9

36215

130

2,5

1,2

65,5

59,7

36216

140

1,5

73,5

66,6

36217

150

1,5

72,2

36218

160

1,5

92,8

84,6

36219

170

3,5

1100

110

104

36220

100

180

3,5

124

118

Средняя серия

=12^o

36303

1,5

0,5

13,1

8,87

36305

16,2

36306

26,9

20,4

36307

2,5

1,2

27,4

36308

2,5

1,2

41,3

33,4

36309

100

2,5

1,2

50,5

36310

110

1,5

59,2

48,8

36312

130

3,5

72,5

36313

140

3,5

94,1

83,2

36318

190

137

136 41000

36330

150

320

2,5

296

410

Легкая серия

=26^o

46204

1,5

0,5

11,6

7,79

46205

1,5

0,5

12,4

8,5

46206

1,5

0,5

17,2

12,2

46207

2,0

22,7

16,6

46208

2,0

28,9

21,7

46209

2,0

30,4

23,6

46210

2,0

31,8

25,4

46211

100Д

2,5

1,2

39,4

32,1

46212

110

2,5

1,2

45,4

36,9

46213

120

2,5

1,2

54,4

46,8

46214

125

2,5

1,2

59,1

51,4

46215

130

2,5

1,2

61,5

54,8

46216

140

1,5

68,9

61,2

46217

150

1,5

66,4

46218

160

1,5

87,1

77,7

46219

170

3,5

1100

103

95,6

46220

100

180

3,5

116

109

46222

110

200

3,5

137

138

46224

120

215

3,5

148

153

46226

130

230

238

306

46234

150

310

4,0

182

212

46230

170

270

4,0

2,5

149

156

Средняя серия

=26^o

Средняя серия

=12^o

46303

1,5

0,5

12,6

8,15

46304

9,17

46305

21,1

14,9

46306

25,6

18,7

46307

2,5

1,2

33,4

25,2

46308

2,5

1,2

30,7

63,0

46309

100

25 2,

2,5

1,2

48,1

37,7

46310

110

1,5

56,3

44,8

46311

120

1,5

68,9

57,4

46312

130

3,5

78,8

66,6 41000

46313

140

33 3

3,5

76,4

46314

150

3,5

100

46318

190

129

125

46320

100

215

280

180

46330

150

320

2,5

167

377

Тяжелая серия 46400

=26^o

46416

200

117

163

154

163

46418

225

135

183

173

191

Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 423; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 11 12 13 14 15 16 171819 20 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!

© 2014-2024 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.207)