Подбор подшипников по динамической грузоподъемности

На ведомом валу

Расчетная схема при установке роликовых конических подшипников враспор [2, с.136, таблица 9.6]:

Суммарные реакции: R _r2 = 2677.60 Н; R _r1 = 2277.94 Н. Осевая сила F_А = F_a1 = 530.73 Н.

Осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников [3, с. 216, формула 9.9]:

;

где e = 0,41.

Н.

Н;

В нашем случае < ; F _A ≥ . Тогда = = 775.18 Н; = + F _a1= 1305.91 Н [3, c. 217, таблица 9.21].

Определяем отношения:

;

где V – коэффициент вращения, V=1;

.

Определим эквивалентные нагрузки:

;

где – коэффициент безопасности, =1.2; – температурный коэффициент, =1.

Н

;

где - коэффициент радиальной нагрузки, =0.4; Y- коэффициент осевой нагрузки, Y=1.45[3, с.212, таблицы 9.18 – 9.20].

.

Определяем динамическую грузоподъёмность по большему значению эквивалентной нагрузки:

= ;

где m- показатель степени, m= 3.33; n- частота оборотов соответствующего вала; - срок службы.

= ;

≤ .

Определяем долговечность подшипника:

;

Выбранный подшипник удовлетворяет условию долговечности.

На ведущем валу

Расчетная схема при установке роликовых конических подшипников врастяжку [2, с.136, таблица 9.6]:

Суммарные реакции: R _r2 =931.86 Н; R _r1 = 1736.34 Н. Осевая сила F_А = F_a1 = 168.053Н.

Осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников [3, с. 216, формула 9.9]:

;

где e = 0,41.

Н.

Н;

В нашем случае ; F _A < . Тогда = = Н; = = 758.92 Н [3, c. 217, таблица 9.21].

Определяем отношения:

;

где V – коэффициент вращения, V=1;

.

Определим эквивалентные нагрузки:

;

где – коэффициент безопасности, =1.2; – температурный коэффициент, =1.

Н

;

где - коэффициент радиальной нагрузки, =0.4; Y- коэффициент осевой нагрузки, Y=1.45[3, с.212, таблицы 9.18 – 9.20].

Н.

Определяем динамическую грузоподъёмность по большему значению эквивалентной нагрузки:

= ;

где m- показатель степени, m= 3.33; n- частота оборотов соответствующего вала; - срок службы.

= ;

≤ .

Определяем долговечность подшипника:

;

Выбранный подшипник удовлетворяет условию долговечности.

11. Подбор и проверочный расчет шпоночных и шлицевых соединений

Для всех шпоночных соединений принимаем призматические шпонки со скругленными концами. Материал шпонки ─ Сталь 45. Для всех шпоночных соединений принимаем призматические шпонки со скруглёнными концами по ГОСТ 23360-78. Шпонки служат для закрепления деталей на валах и передачи вращающего момента между ними.

Подбор шпонок

Шпонка на вал выбирается в зависимости от диаметра вала.

Рабочую длину шпонки определяем по формуле:

;

где T – крутящий момент на валу;

d – диаметр соответствующего участка вала;

t₂ – глубина паза втулки, параметр зависит от размеров шпонки;

[ σ _см] – допускаемое напряжение на смятие. Примем [ σ _см] = 80 МПа [2, с. 252].

Для соединения быстроходного вала со ступицей выбираем шпонку с параметрами: b = 10 мм; h = 8 мм; t ₁ = 5 мм; t ₂ = 3,3 мм [2, с. 428].

мм;

тогда полная длина шпонки мм. Принимаем l = 32 мм, по ряду стандартных длин [2, с. 428].

Для соединения тихоходного вала с муфтой выбираем шпонку с параметрами: b = 14 мм; h = 9 мм; t ₁ = 5,5 мм; t ₂ = 3,8 мм [2, с. 428].

мм;

тогда полная длина шпонки мм. Принимаем l = 56 мм, по ряду стандартных длин [2, с. 428].

Для соединения вала со ступицей зубчатого колеса выберем шпонку с аналогичным сечением, что и в предыдущем пункте, с целью обеспечения возможности нарезания шпоночного паза одним инструментом.

мм;

тогда полная длина шпонки мм. Принимаем l = 50 мм, по ряду стандартных длин [2, с. 428].

Проверочный расчет шпоночных соединений

Условие прочности [2, с.251, п.11.1]:

;

где , Н – окружная сила; d – диаметр вала в месте установки шпонки, мм;

-- площадь смятия шпонки, мм²;

l _р = l - b – рабочая длина шпонки, мм;

h, b – параметры сечения шпонки, мм [2, с. 428].

[ σ _см] – допускаемое напряжение на смятие; для стальной ступицы [ σ _см] = 110..190 Н/мм²; для чугунной ступицы [ σ _см] = 55..95 Н/мм² [1, с. 252].

Проверка шпоночного соединения быстроходного вала со ступицей шкива ременной передачи:

Н;

мм²;

МПа.

Проверка шпоночного соединения тихоходного вала с муфтой:

Н;

мм²;

МПа.

Проверка шпоночного соединения тихоходного вала с зубчатым колесом:

Н;

мм²;

МПа.

Необходимые условия для шпоночных соединений выполняются, следовательно, они пригодны для применения.