Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Расчет на долговечность подшипника В.
6.4.1. Эквивалентная динамическая нагрузка РЭ = (X× V× RВУ + Y× RВХ) × КБ× КТ. Х - коэффициент радиальной нагрузки. Х = 0, 41. Y - коэффициент осевой нагрузки. Y = 0, 87. V - коэффициент вращения. V = 1. КБ - коэффициент безопасности. КБ = 1, 5 Кт - температурный коэффициент. Кт = 1. Все коэффициенты берем из таблиц 7.1¸ 7.3 [5, с. 118] РЭ = (X× V× RВУ + Y× RВХ) × КБ× КТ = (0, 41× 1× 218, 6 + 0, 87× 0)× 1, 5× 1 = 135 Н 6.4.2. Расчетная долговечность подшипника В. m = 3 - для шарикоподшипников. СГ - динамическая грузоподъемность. СГ = 56, 3 кН. ч. Выбранный нами подшипник удовлетворяет условию долговечности изделий машиностроения средней ответственности. Lh > 20000 ч.
7. Расчет на прочность основных элементов насоса. Весь расчет на прочность ведем по методике изложенной в [3, с. 322-340]. 7.1. Расчет вала. 7.1.1. Расчет статической прочности вала. 7.1.1.1. Нормальные напряжения от изгиба и сжатия. М1 = М3 = Миз1= 0 М2 = Миз2= 28, 86 Н.м. м3. м3. м3. м3. МПа. МПа. МПа.
7.1.1.2. Касательные напряжения от кручения. . м3. м3. МПа. МПа.
7.1.1.3. Выбор опасного сечения. МПа. МПа. МПа. Выбираем два опасных сечения: первое под колесом и второе под левым подшипником.
7.1.1.4. Расчет предельно допустимых напряжений в опасных сечениях: а) нормальных напряжений: sn = sт × e, где e - коэффициент учитывающий влияние характерных размеров (диаметра) вала на его прочность. Определяем по графику [3, рис 42] e1 = 0, 84 для dв = 0, 040 м e2 = 0, 82 для dп = 0, 050 м sт - предел текучести материала по нормальным напряжениям. Для сталь 15. sт = 240 МПа. sn1 = sт × e1 = 0, 84× 240 = 201, 6 МПа. sn2 =sт × e2 = 0, 82× 240 = 196, 8 МПа. б) касательных напряжений: tn = tт × e tт - предел текучести материала по касательным напряжениям. Для материала сталь 15 tт = 0, 58× sт = 139, 20 МПа. tn1 = tт × e1 = 0, 84× 139, 2 = 116, 9 МПа. tn2 = tт × e2 = 0, 82× 139, 2 = 114, 14 МПа. 7.1.1.5. Коэффициент запаса статической прочности в опасных сечениях: а) От действия нормальных напряжений. ns = sn / sр ns1 = sn1 / sр1 = 201, 6 / 2, 95 = 68, 34 ns2 = sn2 / sр2 = 196, 8 / 4, 233 = 46, 5
б) От действия касательных напряжений. nt = tn / tр nt1 = tn1 / tр1 = 116, 9 / 4, 77 = 24, 5 nt2 = tn2 / tр2 = 114, 14 / 2, 44 = 46, 78
в) От их совместного действия.
7.1.1.6. Проверка выполнения условия статической прочности. Коэффициенты запаса статической прочности (ns, nt, n) должны быть не менее допускаемого значения nт, которое выбираем в зависимости от пластичности используемого материала (sт / sв), см. [3, с 328]. sт / sв = 240/ 380 = 0, 063, где sв = 380 МПа - предел временной прочности материала вала насоса. Принимаем nт = 1, 6. Условие статической прочности выполняется (ns > nт , nt> nт , n > nт ,). 7.1.2. Расчет вала на выносливость.
7.1.2.1 Изгибные моменты вызывающие переменные нормальные напряжения. Ма1 = Миз1 = 0 Ма3 = Миз3 = 0 Ма2 = Миз2 = 28, 86 Н× м 7.1.2.2. Переменные, составляющие цикла нормальных напряжений. sа = Ми / W sа1 = Ми1 / W1 = 0 sа3 = Ми3 / W3 = 0 sа2 = Ми2 / W2 = 28, 86 / 12, 26 = 2, 35 МПа. 7.1.2.3. Постоянные составляющие цикла изменения нормальных напряжений. sm = P0 / F sm1 = P0 / F1 = 3684/ 0, 00125 = 2, 95 МПа sm2 = sm3 = P0 / F2 = 3684/ 0, 00196 = 1, 88 Мпа 7.1.2.4. Переменные, составляющие цикла касательных напряжений. tа = 0, 25× tр = 0, 25× Мкр / Wкр tа1 = 0, 25× tр1 = 0, 25 × 4, 77 = 1, 19 МПа tа2 = tа3 =0, 25× tр2 = 0, 25× 2, 44 = 0, 61 Мпа 7.1.2.5. Выбираем опасные сечения. Кs - эффективный коэффициент концентрации напряжений, выбирается из таблиц 9.3¸ 9.5 [3, с 330]. Принимаем Кs1 =1, 5; Кs2, 3 = 1, 51. МПа. МПа. МПа. 7.1.2.6. Расчет допустимых пределов усталостной прочности вала в опасных сечениях. , где s-1, t-1 - пределы выносливости гладких полированных образцов, воспринимающих на воздухе изгиб и кручение при симметричном цикле нагружения, см. [3, с 331] s-1 = 0, 43× sВ = 0, 43× 380 = 164 МПа t-1 = 0, 58× s-1 = 0, 58× 164 = 96 МПа ; ; Кs, Кt - эффективные коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений в Расчетном сечении, выбираем по таблицам 9.3 - 9.6, см. [3, с 331]. Принимаем Кs1 = 1, 51; Кt1 =1, 2; Кs2 = 1, 5; Кt2 = 1, 35. es, et - коэффициенты влияния абсолютных размеров образца на усталость, выбираем по таблицам 9.7 - 9.8, см. [3, с 332]. Принимаем es1 = 0, 87; et1 = 0, 75; es2 = 0, 82; et2 = 0, 70. b - коэффициент, характеризующий влияние среды и поверхностного упрочнения вала. Принимаем b = 0, 6, см. [3, с 331].
МПа. МПа. МПа. МПа. 7.1.2.7. Расчет коэффициентов запаса усталостной прочности в опасных сечениях. а) Отдельно для нормальных и касательных напряжений. ; , где (ys)д = ys / (Кs)д (yt)д = yt / (Кt)д ys, yt - коэффициенты влияния асимметрии цикла, выбираем по таблице 9.9, см. [3, с 333]. ys = 0, 05 yt = 0 (ys)д1 = ys / (Кs)д 1 = 0, 05/ 2, 89 = 0, 017 (ys)д2 = ys / (Кs)д2 = 0, 05/ 2, 87 = 0, 018 (yt)д1 = (yt)д2 = 0.
б) Для совместного действия касательных и нормальных напряжений.
7.1.2.8. Проверка выполнения условия усталостной прочности. Коэффициенты запаса усталостной прочности (ns, nt, n) должны быть не менее допустимого значения nmin = 1, 6¸ 1, 8. Условие выносливости выполняется (ns > nmin , nt> nmin , n > nmin ). 7.1.3. Расчет вала на жесткость. 7.1.3.1. Условие для диаметра вала, обеспечивающего жесткость, определяем по формуле [3, с 334]: , где Prk - суммарные радиальные усилия, действующие на колесо насоса. Prk = R = 222 Н s - номинальноое напряжение вала от суммарного осевого усилия, определяем по формуле: МПа. d/ - диаметр, определенный из условия статической прочности вала на кручение. d/ =0, 027м. l1 - расстояние от колеса до точки приложения первого подшипника. l1 = 0, 130 м. м. Из этого условия следует, что диаметр вала должен быть не менее 35 мм. Наш вал удовлетворяет этому условию. 7.1.3.2. Величина максимального прогиба вала. ; Н; м, где Е – модуль упругости первого рода, для стали Е = Па; м; м; м; м; м. Обычно допустимое значение максимального прогиба вала находится в пределах 0, 0002¸ 0, 0005 длины его пролета см.[3, c.333]. fдоп = 0, 0000524¸ 0, 000131 м., прогиб нашего вала находится в данном промежутке.
|