 |
Эскизная компоновка ведущего вала
|
|
|
|
Назначаем предварительно подшипники шариковые радиально-упорные однорядные средней серии по 
мм подшипник №36307, у которого Dп=80мм; Вп=21мм [1,c.394, табл.П3].
Выполняем эскизную компоновку вала редуктора. Необходимо определить длину вала L и расстояния от середины подшипников до точек приложения нагрузок a, b и с (рис.6).
Принимаем
lст=b+10мм – длина ступицы колеса:
lст=40+10=50мм;
(30…50)мм - расстояние от торца подшипника до торца ступицы шкива.
Принимаем 40мм. lш=60мм - длина ступицы шкива.
Определяем размеры а, b, с и L.
а=b=Вп/2+е+К+lст/2;
а=b=21/2+10+10+50/2;
а=b=55,5мм
Принимаем а=b=55мм.
с= Вп/2+40+lш/2;
с=21/2+40+60/2;
с=80,5мм
Принимаем с=80мм.
L=Вп/2+a+b+c+ lзв/2;
L=21/2+55+55+80+60/2;
L=230,5мм;
Принимаем L=235мм.
Расчет ведущего вала на изгиб с кручением
Заменяем вал балкой на опорах в местах подшипников.
Рассматриваем вертикальную плоскость (ось у)
Изгибающий момент от осевой силы Fа будет:
mа=[Fa×d/2]:
mа=6191·40×10-3/2;
mа≈124Н×м.
Определяем реакции в подшипниках в вертикальной плоскости.
1åmАу=0
RBy·(a+b)-Fr·a- mа=0
RBy=(Fr·а+ mа)/ (a+b);
RBy= (2252·0,055+124)/ 0,11;
RBy==2253Н
2åmВу=0
RАy·(a+b)+Fr·b- mа=0
RАy==(-Fr·b mа)/ (a+b);
RАy =(2252·0,055+124)/ 0,11;
RАy =1Н
Проверка: åFКу=0
RАy- Fr - RBy=1-2252+2253=0
Назначаем характерные точки 1,2,2’,3 и 4 и определяем в них изгибающие моменты:
М1у=0;
М2у= -RАy·а;
М2у=-1·0,055;
М2у =-0,05Нм;
М2’у= М2у- mа(справа);
М2’у=-0,05-124;
М2’у =-124Нм;
М3у=0;
М4у=0;
Строим эпюру изгибающих моментов Му, Нм (рис.9)
Рассматриваем горизонтальную плоскость (ось х)
Рис.8 Эпюры изгибающих и крутящих моментов ведущего вала.
1åmАх=0;
-FОп·(a+b+с)-RВх·(a+b)+Ft·a=0;
-861·(0,055+0,055+0,08)+RВх·(0,055+0,055)-2615·0,055=0;
RВх=307,4/0,11;
RВх»2795Н
2åmВх=0;
RАх·(a+b)-Ft·b-Fоп·с= 0;
|
|
|
RАх=(2615×0,055+861×0,08)/0,11;
RАх»1934Н
Назначаем характерные точки 1,2,3 и 4 и определяем в них изгибающие моменты:
М1х=0;
М2х= -RАх·а;
М2х=-1934·0,055;
М2х=106Нм;
М3х= FОп ·с;
М3х=861·0,08;
М3х=69Нм
М4х=0;
Строим эпюру изгибающих моментов Мх.
Крутящий момент
ТI-I=0;
ТII-II=T1=Ft·d/2;
ТII-II=2615×40×10-3/2;
ТII-II=52Нм.
Так как значения изгибающих и крутящих моментов значительно меньше, чем у ведомого вала расчет вала на прочность не проводим.
Подбор подшипников
Расчет подшипников червяка на долговечность
Исходные данные
n2=722мин-1;
dп3=30мм;
RАy=1Н;
RАх=1934Н;
RBy=2252Н;
RВх=2791Н;
Н.
Определяем радиальные нагрузки, действующие на подшипники
; (12.1)
; 
Здесь подшипник 2 – это опора А в сторону которой действует осевая сила Fа (рис.9).
;
; 
Назначаем тип подшипника, определив отношение осевой силы к радиальной силе того подшипника, который ее воспринимает (здесь подшипник 2)
;
;
Так как соотношение больше 0,35, то назначаем роликовый конический однорядный подшипник средней серии по dп3=30мм.
Подшипник № 7306, у которого:
Dn2=72мм;
Вn2=21мм;
С0=40кН – статическая грузоподъемность;
С=29,9кН – динамическая грузоподъемность
е=0,34 – коэффициент осевого нагружения;
У=1,78 – коэффициент при осевой нагрузке [1,c.402, табл.П7].
Определяем коэффициент Х при радиальной нагрузке [1,c.212, табл.9.18] в зависимости от отношения
;
где V – коэффициент вращения, при вращении внутреннего кольца V=1.
Тогда Х=0,4.
Изображаем схему нагружения подшипников. Подшипники устанавливаем враспор.
Рис.9 Схема нагружения вала-червяка
Определяем осевые составляющие от радиальных нагрузок
S=0,83×e×Fr [1,c.216]
S1=0,83×0,34×3587;
S1=1012Н;
S2=0,83×0,34×1934;
S2=546Н.
Определяем осевые нагрузки, действующие на подшипники.
|
|
|
FaI=S1;
FaII=S2 +FaI;
FaI=1012Н;
FaII=546+1012;
FaII=1558Н.
Определяем эквивалентную нагрузку наиболее нагруженного подшипника II
Fэ2=(Х×V×Fr2+У×FaII)×Kd×Kτ;
где Kd - коэффициент безопасности;
Kd =1,3…1,5 [1,c.214, табл.9.19];
принимаем Kd =1,5;
Kτ – температурный коэффициент;
Kτ =1 (до 100ºС) [1,c.214, табл.9.20];
Fэ2=(0,4×1×1934+1,78×1558)×1,5×1; Fэ2=5146Н≈5,2кН
Определяем номинальную долговечность роликовых подшипников в часах
[1,c.211]; (12.2)
Подставляем в формулу (12.2):
; 
ч.
По заданию долговечность привода 3 года при двухсменной работе Lhmin=260х8х2х3=12500ч.
В нашем случае Lh> Lhmin, принимаем окончательно для червяка подшипник 7306.
|
|
|
