Разработка привода воздухонагнетателя (стр. 3 из 4)

Зазор между неподвижной деталью (подшипниковая крышка) и подвижной (полумуфта)

Толщина подшипниковой крышки

(торцовая глухая крышка по ГОСТ 18511-73)

Размер, обеспечивающий расположение гайки

Ширина подшипника

Размер, обеспечивающий конструктивный размер подшипников

5.2.Тихоходный вал

Диаметр наиболее тонкого участка вала определяется из условия прочности

где

– допускаемое значение касательных напряжений.

Диаметр участка вала под подшипниками

Диаметр участка вала под колесом

На основании расчетов назначить роликовый радиально-упорный подшипник легкой серии № 7209, для которого

Длина выступающего участка вала

Зазор между неподвижной деталью (подшипниковая крышка) и подвижной (полумуфта)

Толщина подшипниковой крышки

(торцовая глухая крышка по ГОСТ 18511-73)

Ширина подшипника

Длина ступицы конического колеса

мм

Размер

определяется из условия

мм

6.Выбор и расчет шпоночных соединений

Для быстроходного вала

На выходном участке вала и участке под шестерней призматические шпонки b x h=10 x 8. Длина шпонки в обоих случаях l=30 мм. Для данной шпонки глубина паза вала c=5 мм (ГОСТ 8788-68).

Наиболее нагруженным является участок вала под шестерней, следовательно, расчет шпоночного соединения выполняется для данного участка

Расчет на срез

где k=1,1-коэффициент нагрузки, d-диаметр участка вала, где приложена шпонка

Расчет на смятие

МПа

Для тихоходного вала

На выходном участке вала призматическая шпонка b x h=12 x 8. Длина шпонки l=30 мм. Глубина паза вала c=5 мм. Для участка вала под колесом призматическая шпонка b x h=14 x 9. Длина шпонки l=40 мм. Глубина паза вала c=5,5 мм (ГОСТ 8788-68).

Наиболее нагруженным является участок вала под колесом, следовательно, расчет шпоночного соединения выполняется для данного участка

Расчет на срез

где k=1,1-коэффициент нагрузки, d-диаметр участка вала, где приложена шпонка Расчет на смятие

МПа

Уточненный расчет тихоходного вала

Определим усилия на вал

где a=60 мм; b=50 мм; с=60 мм - расстояния определяются из проектного расчета

Сила, действующая со стороны муфты

Находим реакции в опорах из уравнений статики. Имеем статически определимую пространственную систему сил

Плоскость XOZ

Плоскость XOY

Строим эпюры моментов. Из анализа эпюр видно, что наиболее нагруженным является участок вала под колесом, поэтому расчет ведется для участка вала под колесом

Крутящий момент

Изгибающий момент

Действительный осевой момент сопротивления с учётом концентратора (шпоночное соединение b – ширина паза, h – глубина паза, d – диаметр вала)

мм³

Действительный полярный момент сопротивления с учётом концентратора (шпоночное соединение b – ширина паза, h – глубина паза, d – диаметр вала)

мм³

При расчёте принято, что цикл нормальных напряжений – симметричный, цикл касательных напряжений – отнулевой.

Амплитуда нормальных напряжений цикла

Среднее нормальное напряжение цикла

Амплитуда касательных напряжений цикла и среднее касательное напряжение цикла

Действительный коэффициент запаса

, где

- коэффициент запаса по нормальным напряжениям,

- коэффициент запаса по касательным напряжениям, где

где

=335 МПа,

МПа – пределы выносливости при симметричном цикле по нормальным и касательным напряжениям

-коэффициенты концентрации (шпонка и при

МПа),

(при диаметре вала

=50 мм),

=0,95-коэффициент шероховатости поверхности,

=0,2,

=0,1-коэффициенты ассиметрии циклов

Коэффициент запаса по нормальным напряжениям

Коэффициент запаса по касательным напряжениям

Действительный коэффициент запаса

Проверка на сопротивление усталости выполнена

8.Уточнённый расчёт подшипников тихоходного вала

Для расчета быстроходных подшипников качения используют формулу

Эквивалентная нагрузка на подшипник

, где Х=0,44, Y=1,3–коэффициенты радиальной и осевой нагрузки, V=1–коэффициент вращающегося кольца (при вращении внутреннего кольца), Кs=1–коэффициент динамичности (при спокойной нагрузке), Кt=1–температурный коэффициент (учитывает нагрев масла, температура меньше 100ºС), m = 10/3 для роликовых подшипников.

Реакции в опорах