Контрольная работа: Проектирование привода

- для сечения (z = 0):

k_{σ D} = (k_σ / ε_σ + k_σ ⁿ – 1) / k_у = (2,3 / 0,82 + 1,1 – 1) / 1 = 2,9

k_{τ D} = (k_τ / ε_τ + k_τ ⁿ – 1) / k_у = (2,1 / 0,82 + 1,1 – 1) / 1 = 2,66

- для сечения (z = a):

k_{σ D} = (k_σ / ε_σ + k_σ ⁿ – 1) / k_у = (3,9 + 1,2 – 1) / 1 = 4,1

k_{τ D} = (k_τ / ε_τ + k_τ ⁿ – 1) / k_у = (2,74 + 1,2 – 1) / 1 = 2,94

Определим коэффициенты долговечности k_Сσ и k_Сτ [3]. Для этого рассчитаем эквивалентное число циклов при наибольшем значении показателя степени m = 9:

N_Σ = 60 · n₁ · t_Σ · = 60 · 960 · 11600 · (1⁹ · 0,1 + 0,8⁹ · 0,25 + + 0,6⁹ · 0,65) = 5,3 · 10⁶

Коэффициент долговечности: k_Сσ = = 0,96 < 1, следовательно,

k_Сσ = k_Сτ = 1.

Поскольку вал не испытывает осевой нагрузки, то будем считать, что нормальные напряжения, возникающие в поперечном сечении вала, изменяются по симметричному циклу, т.е. σ_m = 0, амплитуда цикла нормальных напряжений равна наибольшему номинальному напряжению изгиба, соответственно: для сечения (z = 0), σ_a = 0 МПа; для сечения (z = a), σ_a = σ_max = 2,1 МПа

Исходя из неблагоприятных условий примем, что напряжения кручения изменяются по нулевому (пульсирующему) циклу, тогда:

- для сечения (z = 0) τ_а = τ_m = τ_max / 2 = 3,4 / 2 = 1,7 МПа;

- для сечения (z = a) τ_а = τ_m = τ_max / 2 = 1,4 / 2 = 0,7 МПа.

Тогда коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям для сечения

(z = 0):

n_τ = τ_-1 / ((k_{τ D} / k_Сτ ) · τ_а + ψ_τ · τ_m ) = 201,2 / (2,66 · 1,7 + 0,25 · 1,7) = 40,7

Для сечения (z = a) коэффициент запаса прочности определим по нормальным и касательным напряжениям соответственно:

n_σ = σ_-1 / ((k_{σ D} / k_Сσ ) · σ_a + ψ_σ · σ_m ) = 335,4 / (4,1 · 2,1) = 39

n_τ = τ_-1 / ((k_{τ D} / k_Сτ ) · τ_а + ψ_τ · τ_m ) = 201,2 / (2,94 · 0,7 + 0,25 · 0,7) = 90,1

Окончательно получим для сечения (z = a):

n = (n_σ · n_τ ) / = (39 · 90,1) / = 35,8

Поскольку допускаемые значения коэффициента запаса принимают [n] = 1,5 – 2, то условие достаточной прочности n ≥ [n] выполняется.

7 Подбор подшипников качения

Определим ресурс:

Тихоходный вал:

L = (t_Σ · 60 · n) / 10⁶ = (11600 · 60 · 435) / 10⁶ = 302,8 млн. об.

Быстроходный вал:

L = (t_Σ · 60 · n) / 10⁶ = (11600 · 60 · 960) / 10⁶ = 668,2 млн. об.