§ 15.3. Подшипники, одновременно воспринимающие осевые и радиальные нагрузки
При этих условиях подшипники, одновременно воспринимающие осевые и радиальные нагрузки, заменяют шарнирно-неподвижными опорами, а подшипники, воспринимающие только радиальные нагрузки, — шарнирно-подвижными.
Условимся в дальнейшем все рассуждения иллюстрировать примером расчета вала, изображенного на рис. 15.1. Для этого вала, учитывая наклон зуба шестерни и направление момента Г, левую опору заменяем шарнирно-неподвижной, а правую — шарнирно-подвижной опорами (рис. 15.3).
Действительные нагрузки не являются сосредоточенными, они распределены по длине ступицы, ширине подшипника и т. п. Расчетные нагрузки рассматривают обычно как сосредоточенные. В нашем примере (см. рис. 15.1) вэ^ нагружен
силами Fn Fa и Fr (см. рис. 8.27), действующими в полюсе зацепления (рис. 15.3, а), и крутящим моментом Τ на полумуфте. В гл. 17 показано, что большинство муфт вследствие неизбежной несоосности соединяемых валов нагружают вал дополнительной силой FM. Примеры определения FM для некоторых типов муфт даны в той же главе.
При расчете валов приближенно можно принимать FM = (0,2...0,5) FtM, где FtM — окружная сила муфты. Направление силы FM в отношении силы F, может быть любым (зависит от случайных неточностей монтажа). В расчетной схеме (рис. 15.3, а) силу FM направляем так, чтобы она увеличивала напряжения и деформации от силы Ft (худший случай).
Для стандартных редукторов общего назначения принимают: FM % 125>Jt~ входные и выходные валы одноступенчатых редукторов; FM»250v/7;—выходные валы многоступенчатых редукторов. Здесь Т— в Η м.
Эти формулы учитывают, что в общем случае на конце вала может быть установлена не только муфта, а также шестерня, звездочка или шкив.
На рис. 15.3, б силы Ft, Fr и Fa приведены к оси вала и изображены раздельно в вертикальной и горизонтальной плоскостях. При этом возникли пары сил, равные T=095Ftd1 и = Здесь dx—делительный диаметр шестерни.
Под расчетной схемой построены опоры изгибающих и крутящих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях от всех действующих нагрузок (рис. 15.3, в, г, д). По этим эпюрам легко определить суммарные изгибающие моменты в любом сечении вала. Например, для сечения /—I изгибающий момент
Расчет на прочность. На практике установлено, что для валов основным видом разрушения является усталостное. Статическое разрушение наблюдается значительно реже. Оно происходит под действием случайных кратковременных перегрузок.
Условимся в дальнейшем все рассуждения иллюстрировать примером расчета вала, изображенного на рис. 15.1. Для этого вала, учитывая наклон зуба шестерни и направление момента Г, левую опору заменяем шарнирно-неподвижной, а правую — шарнирно-подвижной опорами (рис. 15.3).
Действительные нагрузки не являются сосредоточенными, они распределены по длине ступицы, ширине подшипника и т. п. Расчетные нагрузки рассматривают обычно как сосредоточенные. В нашем примере (см. рис. 15.1) вэ^ нагружен
силами Fn Fa и Fr (см. рис. 8.27), действующими в полюсе зацепления (рис. 15.3, а), и крутящим моментом Τ на полумуфте. В гл. 17 показано, что большинство муфт вследствие неизбежной несоосности соединяемых валов нагружают вал дополнительной силой FM. Примеры определения FM для некоторых типов муфт даны в той же главе.
При расчете валов приближенно можно принимать FM = (0,2...0,5) FtM, где FtM — окружная сила муфты. Направление силы FM в отношении силы F, может быть любым (зависит от случайных неточностей монтажа). В расчетной схеме (рис. 15.3, а) силу FM направляем так, чтобы она увеличивала напряжения и деформации от силы Ft (худший случай).
Для стандартных редукторов общего назначения принимают: FM % 125>Jt~ входные и выходные валы одноступенчатых редукторов; FM»250v/7;—выходные валы многоступенчатых редукторов. Здесь Т— в Η м.
Эти формулы учитывают, что в общем случае на конце вала может быть установлена не только муфта, а также шестерня, звездочка или шкив.
На рис. 15.3, б силы Ft, Fr и Fa приведены к оси вала и изображены раздельно в вертикальной и горизонтальной плоскостях. При этом возникли пары сил, равные T=095Ftd1 и = Здесь dx—делительный диаметр шестерни.
Под расчетной схемой построены опоры изгибающих и крутящих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях от всех действующих нагрузок (рис. 15.3, в, г, д). По этим эпюрам легко определить суммарные изгибающие моменты в любом сечении вала. Например, для сечения /—I изгибающий момент
Расчет на прочность. На практике установлено, что для валов основным видом разрушения является усталостное. Статическое разрушение наблюдается значительно реже. Оно происходит под действием случайных кратковременных перегрузок.