Детали машин - Батурин А.Т.
Скачать (прямая ссылка):
а по табл. 14 допустимо до 30 кГ/см2.
Проверки на нагревание не делаем ввиду медленного вращения вала (лебедка ручная).
Размеры шипа удовлетворительны.
Пример 23. Шип вагонной оси (фиг. 124) размерами d = 90 мм, I = 200 мм выполнен из стали Ст.6 и работает по вкладышу с заливкой баббитом, охватывающим шип на дуге_110°.
Предельная нагрузка на ось Q = 10 Т, предельная скорость вагона v = 90 км/час. Проверить размеры шипа, если диаметр колеса D = 1050 мм.
P е ш е-н и е.
1. Определяем допускаемое напряжение, принимая o_i = = 2800 кГ/см2 (см. табл. 1); ImI = 1,0; \т\ = 1,4; In3] = 1,25; ? = 0,97; е„= 0,72; /?, = 1,5, тогда
2800 • 0,97 • 0е72 „, „
ЧИСЛОВЫЕ ПРИМЕРЫ
141
2. Рабочее напряжение при предельной нагрузке на шип
р = 10000 = 50Ш кГ.
G» = 2TfSd=- = 25Tl-S = 685 КГ/СМ2 < 745 кГ/СМ*'
3. Определяем удельное давление q. При центральном угле 110° проекция опорной поверхности будет
F = Z-|-sin55°-2 = 20-9-0,819 = 147 см2;
q = T = W = 34 "7^** < [?] = 60 «7V^2-
4. Проверяем шип на нагревание.
Tl on / 90 000
При предельной скорости вагона v = УО км/час = - 36Ц0 - =
= 25 ж/сек окружная скорость на шейке будет
vd 25 - 90 0 , , , Рі = "О = ЧОКГ = 2'14
где Z) = 1050 мм — диаметр колеса вагона;
qv\ = 34 • 2,14 = 72,5 кГмісм2сек < [qv] = 80 кГм/см2сек, т. е. шип удовлетворяет всем трем предъявляемым требованиям.
Пример 24. Определить размеры шипа трансмиссионного стального вала (сталь Ст.4), несущего нагрузку P = 2500 кГ при п = = 200 об/мин, если вкладыши подшипника бронзовые. Вал приводится во вращение ремнем от паровой машины.
Решение.
1. Определяем допускаемое напряжение на изгиб шипа. Имеем для стали Ст.4 o_i - 2200 кГ/см2.
Принимаем [щ] = 1; [n2] = = 1,4; [пя] = 1,0; ? = 0,92.
Ориентировочно принимаем еа = 0,8.
Радиус заплечика принимаем Q = 0,04 d и = 0,9, а поэтому
Uq
ко = 1,6
Г 1 22(
I гг .1 —-_______
1,4-1,6
r , 2200 - 0,92 - 0,8 _„« „, 2 [g-i]11.= —T1-J11-=720 kF/cm2.
2. По табл. 14 принимаем [q] =45 кГІсм2 и определяем по формуле (59) отношение-^-
142
шипы и пяты
3. Определяем диаметр и длину шипа:
I = dtp = 5,5- 1,80 = 9,9-10 см.
4. Проверяем шип па нагревание:
і Pn 2500 -200 ос о л / 2
dV = "ШоТ = Ї9ЇОТЇ06 = 26,2 кГм1сек'см^
а по табл. 15 допустимо для шипов трансмиссионных валов \qv\ = = 20 кГ/см2сск, следовательно, размеры шипа неудовлетворительны и требуют пересчета.
5. Определяем длину шипа из уравнения (61):
, _ Pn __ 2500 ¦ 200 - 1910 [qv\ 1910 • 20 ~ 0 СМш
Диаметр шипа определяем из расчета на изгиб: W = 0,Ы«;
Pl
2
¦>_lJu
, |7 Я/ lV" 2500-13 ? , „
d = Г 2ToTf^b = К 2-0,1-720 = 6^1 Ж 6 СЛГ'
удельное давление при этом будет
P 2500 „„ р, 2
9 = ST = бПз = 32 кГ1см •
При окончательно принятых размерах шипа геометрический t 13
параметр cp = ¦^- = -g- = 2,17, т. е. относительная длина шипа
значительна. Для удовлетворительной работы пары цапфа — вкладыш следует применить подшипники с само устанавливающимися вкладышами.
Пример 25. Предположим, что шип, рассчитанный в предыдущем примере, обработан шлифованием наждачным кругом, а вкладыши обточены и отшлифованы, наждачным полотном J\° 1; проверить, будет ли иметь место жидкостное трение при указанном режиме работы шипа
Решение.
1. По табл. 16 устанавливаем высоту выступов на шипе и вкладышах: на шипе 6, = 0,004 мм; на вкладышах O2 = 0,006 мм, так, что
Oj -J- 63 = 0,01 мм.
2. Принимаем посадку шипа во вкладыш по 2-му классу точности, что даст рекомендуемую величину зазора
s (см) = 0,002-j/d (в мм) = 0,002 j/"60 = 0,00782 см.
ЧИСЛОВЫЕ ПРИМЕРЫ
143
3. Наименьшая толщина масляного слон при этом найдется по уравнению (62):
d*r\nl 6а ¦ 0,003 ¦ 200 -13 nnm„, „0, ш .,
h = 18.3• 10V =18,3 • 10* • 32,0 ¦ 0.00824 ¦ 19 = 0'000323 ^=3'23 " 10~* мм'
где принято ц = 0,003 кГсек/м*.
Так как h < O1 -J— 6а, то жидкостного трения не будет.
Пример 26. Для стального вала диаметром d„ = 120 мм, несущего осевую нагрузку P = 3,5 T и делающего п = 120 об/мин, спроектировать пяты, работающие по стальной подушке, в двух вариантах: сплошную (плоскую) и кольцевую, и подсчитать секундную работу силы трения для того и другого случаев.
Решение.
а) Плоская пята
1. Принимая [q] = 125 кГІсм1 по табл. 17 и оценивая уменьшение опорной поверхности пяты смазочными канавками коэффициентом 1]з = 0,9, определяем диаметр пяты по формуле (63):
я a? P 4 > іИ?Г
откуда
, і/ 4P -і/ 4 - 3500 г» о ^-K ??17] = К 0.9.3,14-125 - Ь'6 СМ;
принимаем d = 65.
2. Определяем d из расчета на нагревание, принимая [qv] = = 20 кГм1см2сек (табл. 17).
По формуле (64) будем иметь
4Pn , 4-3500-120 . „л
Ф = mm < №Ь яты < 20>
откуда
, 14000 • 120 0 „ пг
= '9000 - 20 ' = ,3 сл{~95
так как полученный диаметр пяты, определенный по условию работы без сильного нагрева d = 95 мм, получился больше предыдущего (d — 65 мм), то принимаем d = 95 лш.
3. Определяем секундную работу силы трения, принимая / = = 0,1; сила трения F = ]Р.
