МпрA = MпрC = 1198.46 Н*м;

Розраховую діаметри вала :

dc = dA = 3Tс/0.2[]кр = 31198600 / 0.2*115 = 37 мм – приймаю dc = 40 мм ; dA = 50 мм;

dD = 3 MпрD /0.1[]32III =31121.7*103 /0.1*95 = 49 мм – приймаю d = 55 мм;

d nD = 3411.8*103 /0.1*95 = 35 мм– приймаю d = 50 мм;

7.6 Розрахунок тихохідного вала на витривалість:

Матеріал валу - сталь 45, нормалізована за такими характеристиками:

b = 610 Мпа – тимчасовий опір розриву;

-1 = 270 Мпа – границя витривалості при симетричному циклі напружень згину;

-1 = 150 Мпа - границя витривалості при симетричному циклі напружень кручення;

= 0,1; = 0,05 – коефіцієнти чутливості матеріалу до асимерії циклу напружень відповідно при згині і крученні;

Сумарні згинальні моменти в небезпечних перерізах:

М31 І-І = 654.8 103 Н м;

М31 ІІ-ІІ = 0;

М31 ІІІ-ІІІ = 0;

Т = 1198,6 * 103 Н мм;

[n] = 1.8;

7.6.1. Концентрація напружень в перерізі І – І зумовлена шпоночним пазом і посадкою ступиці на вал.

1) К = 1,76 К = 1,56 - маштабні коефіцієнти для сталі 45 при даному діаметрі – табл. 5.12 (ст.184 [2]);

Е = 0,79; Е = 0,69 - коефіцієнти стану – табл. 5.16 [2];

Ra = 2.5мкм;

Кп = Кп = 1,23 - табл. 5.14 [2];

КD = (К + Кп- 1)/ Е = (1.76 + 1.23 – 1)/ 0.79 = 2.52;

КD = (К + Кп- 1)/ Е = (1.56 + 1.23 – 1)/ 0.69 = 2.59

КD = 2,55 – беремо КD = 2,55; КD = 2,59;

КD = 2,04;

Запас міцності на нормальних напруженнях:

n = ( - 1)/ (КD*a + m ) = 270/2.55*45.13 Мпа;

a = = М31 І / W0 = 654.8 *103 /14510 = 45.13 Мпа; W0 = 14510 – табл. 5.9 при d = 55 мм.

Запас міцності для нормальних напружень:

= T/ Wp = 1198.6 *103 /30800 = 38.92 мПа; Wp = 30800.

Амплітуда і середнє значення номінальних напружень кручення:

a = m = /2 = 38.92/2 = 19.46 мПа;

n = ( - 1)/ (К D*a + m ) = 150/ 2.59*19.46 + 0.05*19.46 = 2.92 Мпа.

Загальний запас міцності в перерізі І – І:

n = n * n / n2 + n2 = 2.35 * 2.92/ (2.35)2 + (2.92)2 = 1.831 > [n] = 1.8

7.6.2. Перевіряємо запас міцності по границі міцності в перерізі ІІ – ІІ

db = 50 мм;

КD = 2.57;

КD = 2.08 - табл. 5.15 [2].

2) n = (- 1)/ (КD*a + D m ) = 270/2.57*0 = 0 Мпа;

= T/ Wp = 1198.6 *103 /23050 = 52 мПа;

a = m = /2 = 52/2 = 26 мПа;

n = ( - 1)/ (К D*a + m ) = 150/ 2.08*26 + 0.05*26 = 2.71 Мпа;

n = n = 2.71 > [n] =1.8.

7.6.3 Запас міцності в перерізі ІІІ – ІІІ.

Концентрація напружень в цьому перерізі зумовлена гальтельним переходом від діаметра db = 50 мм db = 40 мм; r = 2.5 мм.

h/r = 5/2.5 = 2; r/db = 2.5/40 = 0.06;

К = 1.67;

К = 1.46;

Е = 0,8;

Е = 0,7;

Кп = Кп = 1,23 - табл. 5.14 [2];

КD = (К + Кп- 1)/ Е = (1.67 + 1.23 – 1)/ 0.8= 2.38;

КD = (К + Кп- 1)/ Е = (1.46 + 1.23 – 1)/ 0.7 = 2.41;

a = 0;

n = 0;

= T/ Wp = T/ db23 *0.2 = 1198.6 *103 /0.2 * 403 = 93.64 мПа;

a = m = /2 = 93,64/2 = 46,82 мПа;

n = ( - 1)/ (К D*a + m ) = 150/ 1.46*46.82 + 0.05*46.82 = 2.12 Мпа;

n = n =2.12 > [n] = 1.8, що є допустимим.

8.Розрахунок підшипників.

8.1 Підбір підшипників для вхідного вала. Вал І.

Дано : n = 1455 об/хв – швидкість обертання вала;

dn = 25 мм – діаметр посадочного місця підшипника.

Радіальні навантаження на підшипники:

Fr2 = RAx2 + RAy2 = 8582 + 4412 = 964.6 H;

Fr1 = RBx2 + RBy2 = 8582 + 2162 = 884.7 H;

FA = 564 H – осьова сила;

Ln = tекв = 17423 годин – час роботи підшипників (потрібна довговічність)

S1 = 0.83 * e * Fr1 = 0.83 * 0.36 * 884.7 = 264.3 H;

S2 = 0.83 * 0.36 * 964.6 = 288.2 H;

Так як S2 > S1 та FA > S2 - S1 , то FA1 = S1 = 264.3 H;

FA2 = FA1 + FA = 264.3 + 564 = 828.3 H.

3) Знаходимо відношення:

FA1 / V Fr1 = 264.3/ 1 * 884.7 = 0.298 < e = 0.36 – тоді Х = 1; Y = 0;

FA2 / V Fr2 = 828.3 / 1 * 964.6 = 0.85 > e = 0.36 – тоді Х = 0.4; Y = 1.66.

PE1 = (VX Fr1 + Y FA1) Кб Kt = 884.7 * 1 * 1.2