 |
Расчет подшипников тихоходного вала на долговечность
|
|
|
|
Исходные данные
n2=72,2мин-1;
dп3=60мм;
RАy=2162Н;
RАх=3286Н;
RBy=436Н;
RВх=2558Н;
Н.
Определяем радиальные нагрузки, действующие на подшипники (12.1)
; 
Здесь подшипник 2 – это опора А в сторону которой действует осевая сила Fа (рис.10).
;
; 
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=60мм.
Подшипник № 7512, у которого:
Dn2=110мм;
Вn2=30мм;
С0=94кН – статическая грузоподъемность;
С=75кН – динамическая грузоподъемность
е=0,392 – коэффициент осевого нагружения;
У=1,528 – 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
>е
где V – коэффициент вращения, при вращении внутреннего кольца V=1.
Тогда Х=0,4. Подшипники устанавливаем враспор.
Определяем осевые составляющие от радиальных нагрузок
S=0,83×e×Fr [1,c.216]
S1=0,83×0,392×2595; S1=844Н;
S2=0,83×0,392×3933; S2=1280Н.
Определяем осевые нагрузки, действующие на подшипники.
FaI=S1;
FaII=S2 +FaI;
FaI=844Н;
FaII=844+1280;
FaII=2124Н.
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=(0,4×1×3933+1,78×2124)×1,5×1;
Fэ2=8030Н=8,03кН
Определяем номинальную долговечность роликовых подшипников в часах
|
|
|
[1,c.211]; (12.2)
Подставляем в формулу (12.2):
; 
ч.
По заданию долговечность привода Lhmin=12500ч.
В нашем случае Lh> Lhmin, принимаем окончательно для червяка подшипник 7512.
Подбор и проверочный расчет шпонок ведущего вала
Выбор и проверочный расчет шпоночных соединений проводим по [3].
Рис.10 Сечение вала по шпонке
Для выходного конца быстроходного вала при d=25 мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами по ГОСТ23360-78 bxh=8x7 мм2 при t=4мм (рис.10).
При длине ступицы шкива lш=35 мм выбираем длину шпонки l=32мм.
Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Напряжения смятия и условия прочности определяем по формуле:
(9.1)
где Т – передаваемый момент, Н×мм; ТII=70570Н×мм
lр – рабочая длина шпонки, при скругленных концах lр=l-b,мм;
[s]см – допускаемое напряжение смятия.
С учетом того, что на выходном конце быстроходного вала устанавливается шкив из ст.3 ([s]см=110…190 Н/мм2) вычисляем:
 |
Условие выполняется.
 |
Подбор и проверочный расчет шпонок ведомого вала
Передаваемый момент Т3=232Нм=495300Нмм.
Для выходного конца тихоходного вала при d=50 мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами bxh=14x9 мм2 при t=5,5мм.
При l1=60 мм выбираем длину шпонки l=45мм.
Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Проверяем напряжение смятия, подставив значения в формулу (9.1).
 |
Условие выполняется.
Для соединения тихоходного вала со ступицей червячного колеса при d=71 мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами bxh=20x12 мм2 при t=7,5мм.
При l1=32 мм выбираем длину шпонки l=32мм.
Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Проверяем напряжения смятия и условия прочности с учетом материала ступицы чугуна СЧ20 ([s]см=70…100 МПа) и Т2=748Н×мм:
|
|
|
 |
Условие выполняется.
Выбранные данные сведены в табл.6.
Таблица 6
Параметры шпонок и шпоночных соединений
| Параметр | Вал-шкив | Вал-полумуфта | Вал-колесо |
| Ширина шпонки b,мм | 8 | 14 | 20 |
| Высота шпонки h,мм | 7 | 9 | 12 |
| Длина шпонки l,мм | 32 | 45 | 32 |
| Глубина паза на валу t1,мм | 4 | 5,5 | 7,5 |
| Глубина паза во втулке t2,мм | 3,3 | 3,8 | 4,9 |
|
|
|
