11.2 Проверочный расчет стяжных винтов подшипниковых узлов.

Диаметр винта d₂ = 14 мм, шаг резьбы крупный р = 2 мм, класс прочности 5.6 из стали 30 по ГОСТ 11738 – 84

11.2.1 Определяем силу приходящуюся на один винт:

F_B =

где R_By – максимальная реакция в вертикальной плоскости опоры подшипника

F_B = = 1171 Н

11.2.2 Определяем механические характеристики материала винтов.

Предел прочности σ_В = 500 Н/мм² , σ_Т = 300 Н/мм²; допускаемое напряжение [σ]=0,25*σ_Т=0,25 * 300 = 75 Н/мм²

11.2.3 Определяем расчетную силу затяжки винтов

F_р = [K₃(1 - x) + x]F_B (11.3)

где K₃ – коэффициент натяжки, при постоянной нагрузке K₃ = 1,25…2. Принимаем K₃=1,5

х – коэффициент основной нагрузки, для соединения чугунных деталей без прокладок. х = 0,2…0,3 принимаем х = 0,27

тогда

F_р = [1,5(1 – 0,27) + 0,27] * 1171 = 1598,5 Н

11.2.4 Определяем площадь опасного сечения винта.

А = = (11.4)

А = = 115,3 мм²

11.2.5 Определяем эквивалентные напряжения

σ_экв = (11.5)

σ_экв = = 18 Н/мм² < [σ]

11.3 Проверочный расчет валов.

11.3.1 Определяем нормальные напряжения в опасных сечениях вала

σ_a = σ_n = (11.6)

где М – суммарный изгибающий момент, Н·м;

W_нетто - полярный момент инерции сопротивления сечения вала, мм³

а) Для быстроходного вала:

М = 120,7 Н·м

W_нетто = 0,1 * d³

W_нетто = 0,1 * 44³ = 8518 мм³

σ_n = = 14,2 Н/мм²

б) для тихоходного вала:

М = 449 Н·м

W_нетто = 0,1 * d³

W_нетто = 0,1 * 56³ = 17562 мм³

σ_n = = 25,5 Н/мм²

11.3.2 Определяем касательные напряжения в опасных сечениях:

τ_а = (11.7)

а) Для быстроходного вала:

М_к = 109,7 Н·м

W_рнетто = 0,2 * d³

W_нетто = 0,2 * 38³ = 10974 мм³

τ_а = = 4,9 Н/мм²

б) для тихоходного вала:

М_к = 1000 Н·м

W_рнетто = 0,2 * d³

W_нетто = 0,2 * 48³ = 22118 мм³

τ_а = = 22,6Н/мм²

11.4 Определяем коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений:

(11.8)

(11.9)

где К_σ и К_τ – эффективные коэффициенты концентрации напряжений, выбираем по таблице 11.2 [1];

К_d – коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, выбираем по таблице 11.3 [1];

К_F – коэффициент влияния шероховатостей, выбираем по таблице 11.4 [1];

К_у – коэффициент влияния поверхностного упрочнения, выбираем по таблице 11.5 [1].

а) быстроходный вал:

К_σ = 1,65; К_τ = 1,45; К_d = 0,85; К_F = 1,5; К_у = 1,3

(К_σ)_D == 1,88

(К_τ)_D = = 1,69

б) тихоходный вал:

К_σ = 1,8; К_τ = 1,45; К_d = 0,81; К_F = 1,5; К_у = 1,3

(К_σ)_D = = 2,01

(К_τ)_D = = 1,69

11.5 Определяем пределы выносливости в расчетном сечении вала:

(σ_-1)_D = (11.10)

(τ_-1)_D = (11.11)

где σ_-1 и τ_-1 – пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгибе и сечения, σ_-1 = 410 Н/мм² см. п.6.2

а) Быстроходный вал

(σ_-1)_D = = 218 Н/мм²

(τ_-1)_D = = 140,7 Н/мм²

б) Тихоходный вал

(σ_-1)_D = = 204 Н/мм²

(τ_-1)_D == 140,7 Н/мм²

11.6 Определяем коэффициенты запаса прочности опасном сечении.

(11.12)

(11.13)

а) быстроходный вал

б) тихоходный вал

11.7 Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении.

(11.14)

а) быстроходный вал

б) тихоходный вал