Материал: записка

Для канавки для выхода шлифовального круга эффективные коэффициенты концентрации напряжений выбираются в зависимости от предела прочности материала вала и параметров канавки t/r и r/d по таблице 15.1 [3]. В нашем случае при  МПа t/r = 2,812 и r/d = 0,03  = 2,96, =1,7.

Коэффициенты, учитывающие размеры вала определяются по формулам:

, (6.27)

, (6.28)

где ,  ‑ показатель степени, зависящий от предела прочности материала вала.

, (6.29)

. (6.30)

В нашем случае:

,

.

Тогда:

,

.

Коэффициенты учитывающие качество (шероховатость) поверхности определяются по формулам:

при  < 1 мкм; (6.31)

при  < 1 мкм; (6.32)

; (6.33)

где  ‑ шероховатость поверхности рассматриваемой шейки вала.

При шероховатости поверхности вала в опасном сечении больше 1 мкм.

Тогда :

.

Коэффициент учитывающий наличие поверхностного упрочнения выбирается по таблице 15.4, [3]. При отсутствии упрочнения  = 1.

Определяем коэффициенты концентрации напряжений по формулам (6.25) и (6.26):

,

.

Определяем коэффициенты запаса для вала по усталостной выносливости по напряжениям изгиба и кручения по формулам (6.14) и (6.15):

,

.

Определяем коэффициент запаса для вала по усталостной выносливости по формуле (6.13):

 > [S]=1,5.

Следовательно, усталостная выносливость вала обеспечена.

7 Выбор и расчёт подшипников привода

Тип подшипника качения подбирается в зависимости от вида нагрузок, действующих на подшипники. В проектируемом редукторе используются зубчатая цилиндрическая косозубая передача и коническая передача, в зацеплении которых при работе возникают осевые нагрузки Поэтому, согласно рекомендациям, в данный редуктор устанавливаем: на валы устанавливает роликовые радиально-упорные подшипники по ГОСТ 27365-87.

Размеры подшипников подбираются по диаметру шеек вала под подшипники. Для редуктора предварительный выбор подшипников произведён в п. 4. Основные параметры подобранных подшипников представим в таблице 8.1.

Таблица 8.1 – Параметры подшипников

Произведём проверочный расчёт подшипников тихоходного вала редуктора.

Проверочный расчёт подшипников качения производится по статической и динамической грузоподъёмности.

Проверочный расчёт подшипников качения по динамической грузоподъёмности заключается в проверке условия

(9.1)

где  ‑ расчётная динамическая грузоподъёмность, Н;

 ‑ паспортная динамическая грузоподъёмность, указанная в стандарте на подшипник (таблица 8.1), Н;

Расчётная динамическая грузоподъёмность определяется по формуле

(9.2)

где  ‑ эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник, Н;

 ‑ показатель степени, зависящий от вида тела качения (для шариковых подшипников  = 3);

 ‑ долговечность подшипника, млн. об;

 ‑ коэффициент долговечности зависчщий от вероятности безотказной работы подшипника P(t) (при P(t) = 0.9 =1);

 ‑ обобщённый коэффициент влияния качества металла, технологии производства, конструкции и условий эксплуатации.

Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник определяется по формуле

(9.3)

где  ‑ радиальная нагрузка на подшипник, Н;

 ‑ осевая нагрузка на подшипник, Н;

,  ‑ коэффициенты радиальной и осевой сил;

 ‑ коэффициент вращения (при вращающемся внутреннем кольце и неподвижном наружном = 1);

 ‑ коэффициент безопасности (при спокойной нагрузке = 1);

 ‑ температурный коэффициент (при рабочей температуре < 100ºC  = 1).

Радиальную нагрузку на подшипник определяем как реакцию опоры при расчёте вала. В п. 6.1 для тихоходного вала редуктора были определены реакции опор в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Суммарные реакции опор будут определятся по формуле

, Н (9.4)

где  и  ‑ реакции опор вала в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно, Н.

Определяем суммарные реакции опор

для опоры А

 Н

для опоры B

 Н

Осевые нагрузки на подшипники определяем по методике, изложенной в источнике [3].

Из ГОСТ 831-75 угол контакта подшипника равен 15º.

Определяем отношение

По таблице 16.5 [3] определяем эксцентриситет

Определяем относительный эксцентриситет

(9.5)

Определяем внутренние усилия в подшипниках

(9.6)

Для опоры А:

Для опоры B:

В нашем случае < .

Следовательно и

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку на подшипники по формуле

Для опоры А

 Н.

Для опоры B

 Н.

Дальнейший расчет ведем для наиболее нагруженного подшипника (в опоре В)

Долговечность подшипника определяется по формуле

(9.8)

где  ‑ частота вращения подшипника, мин^-1;

 ‑ ресурс работы подшипника, час.