Проверочный (уточненный) расчет вала на сопротивление усталости

Уточненный проверочный расчет заключается в определении расчетных коэффициентов запасов прочности во всех опасных сечениях вала. Для выбранного сечения:

- определяют напряжения изгиба

- определяют запас прочности по напряжениям изгиба: ,

где σ_-1 - предел выносливости материала вала при изгибес симметричным циклом изменения напряжений;

к_σ - эффективный коэффициент концентрации напряжений;

ε_σ - масштабный фактор, учитывающий понижение прочности деталей при росте их абсолютных размеров;

β_σ - коэффициент, учитывающий влияния поверхностного упрочнения.

- определяют напряжения кручения в сечении:

- запас прочности по касательным напряжениям:

τ_а - амплитуда цикла при кручении; τ _т - среднее напряжение цикла при кручении;

ψ_τ - коэффициент, характеризующий чувствительность материала к ассимметрии цикла изменения напряжения;

- определяют общий запас прочности:

 

29) подшипников качения. Приближенный расчет подшипников скольжения

Подшипники служат опорами для валов и вращающихся осей. Они восприни­мают нагрузки, приложенные к валу, передают их на корпус машины и сохраняют заданное положение оси вращения вала.

Подшипник качения представляет собой готовый узел, основным элементом которого являются тела качения (1), установленные между внутренним (2) и на­ружным (3) кольцами и удерживаемые на определенном расстоянии друг от друга обоймой, называемой сепаратором (4). Подшипники качения стандартизованы и изготавливаются в массовом производстве на крупных специализированных заводах.

 

Подшипники качения имеют следующие достоинства по сравнению с подшипниками скольжения:

- малые потери на трение, незначительный нагрев, малые пусковые моменты;

- малый расход смазки;

- простота обслуживания и замены подшипника;

- меньшие габаритные размеры в осевом направлении;

- сравнительно малая стоимость вследствие массового производства.

Недостатки:

- малонадежны в высокоскоростных приводах из-за опасности разрушения сепаратора от действия центробежных сил;

- сравнительно большие радиальные размеры;

- шум при больших скоростях;

- высокая чувствительность к ударным и вибрационным нагрузкам вследс­твие большой жесткости конструкции подшипника.

Подшипники качения классифицируется по различным признакам:

1) по форме тел качения:

- шариковые (а);

- роликовые(мо­гут быть с цилиндрическими короткими (б) и длинными (в) роликами, витыми (г), коническими (д), бочкообразными (е) и игольчатыми роликами (ж));

 

2) по направлению воспринимаемой нагрузки:

- радиальные;

- радиально-упорные;

- упорно-радиальные;

- упорные;

 

3) по относительным габаритным размерам подшипники подразделяются на серии:

- сверхлегкую;

- особо легкую (1);

- легкую (2);

- среднюю (3);

- тяжелую (4);

- легкую широкую (5);

- среднюю широкую (6);

4) по точности изготовления подшипники качения подразделяются на классы:

- нормального (0);

- повышенного (6);

- высокого(5);

- особо высокого(4);

- сверхвысокого(2).

Подшипники маркируют нанесением на торец кольца ряда цифр. Две первые цифры справа обозначают его внутренний диаметр. Для подшипников с внутренним диаметром от 20 до 495мм размер внутреннего диаметра определяется умно­жением указанных двух цифр на 5. Третья цифра справа обозначает серию под­шипника. Четвертая цифра справа обозначает тип подшипника. Обозначается цифрами от 0 до 9.

Пример: Подшипник 7306. Здесь 06 указывает на то, что внутренний диаметр равен 30мм; 3 - средняя серия; 7 - подшипник является роликовым коническим. Класс точности маркируется слева от условного обозначения подшипника. Для нормального класса 0 не маркируется.

Можно выделить следующие основные конструктивные типы подшипников:

- роликовый радиальный подшипник с цилиндрическими роликами.Восприни­мает только радиальную нагрузку. Допус­кает осевое взаимное смещение колец. Воспринимает значительно большие наг­рузки (в 1,7 раза), чем шариковые. Пло­хо работает при перекосах вала;

 

 

- шариковый радиальный одноряд­ный подшипник. Предназначен для радиальной наг­рузки, но может воспринимать и осевую в пределах 70% от неиспользованной ради­альной. Допускает перекосы вала до 0,25°.

 

 

- шариковый радиально-упорный подшипник. Предназначен для комбинированной нагрузки. Подшипник характеризуетсяуглом контакта a. Чем больше этот угол, тем выше осевая грузоподъемность. Эти подшипники выпускаются с углами кон­такта 12^о,26^о,36°.

 

 

- роликовый конический подшипник.Воспринимает одновременно радиальную и осевую нагрузку. Обладает большой грузоподъемностью. Не допускает переко­са колец. Эти подшипники, как и предыдущие, уста­навливают попарно, они должны быть наг­ружены осевой силой - внешней или спе­циально созданной при сборке. Угол кон­такта (половина угла при вершине конуса дорожки качения наружного кольца) в пределах 10...16°.