5.3 Подшипники выходного вала

Для типового режима нагружения 0 коэффициент эквивалентности K_E = 1. Вычисляем эквивалентные нагрузки:

F_r1 = K_EF_r1max = 1 ∙ 958 = 958 Н;

F_r2 = K_EF_r2max = 1 ∙ 958 = 958 Н;

F_A = K_EF_Amax = 1 ∙ 708 = 708 Н.

Предварительно назначаем шариковые радиальные подшипники легкой серии 210. Схема установки подшипников - враспор.

Для выбранной схемы установки подшипников следует:

F_a1 = F_A = 708 Н;

F_a2 = 0.

Дальнейший расчет производим для более нагруженной опоры 1.

1. Для принятых подшипников находим:

C_r = 14000 Н;

C_0r = 6950 Н.

2. Отношение iF_a/C_0r = 1∙708/6950 = 0.102.

Из табл. выписываем, применяя линейную интерполяцию значений

X = 0.56, Y = 1.48, e = 0.29.

3. Отношение F_a/(VF_r) = 708/(1∙958.) = 0.739, что больше e = 0.29 (V=1 при вращении внутреннего кольца). Окончательно принимаем X = 0.56, Y = 1.48.

4. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка

P_r = (VXF_r + YF_a)K_бK_т.

Принимаем K_б ; K_т = 1 (t_раб < 100^o).

P_r = (1 ∙ 0.56 ∙ 958 + 1.48 ∙ 708) ∙ 1.4 ∙ 1 =

= 2218.5 Н.

5. Расчетный скорректированный ресурс подшипника при a₁ = 1 (вероятность безотказной работы 90%), a₂₃ = 0.7 (обычные условия применения), k = 3 (шариковый подшипник):

L_10ah = a₁a₂₃∙(C_r/P_r)^k ∙ (10⁶/60n) =

= 1 ∙ 0.7 ∙ (14000/2218.5)³∙(10⁶/60∙453.18) = 6469 ч.

6. Так как расчетный ресурс меньше требуемого: L_10ah < L'_10ah (6469 < 17520), то назначенный подшипник 210 непригоден.

Проверим роликовые конические подшипники легкой серии.

1. Для принятых подшипников из табл. находим:

C_r = 29200 Н;

C_0r = 21000 Н;

Y = 1.6;

e = 0.37

2. Отношение F_a/(VF_r) = 708/(1∙958) = 0.739, что больше e = 0.37 (V=1 при вращении внутреннего кольца). Окончательно принимаем Y = 1.6, X = 0.4.

3. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка

P_r = (VXF_r + YF_a)K_бK_т.

Принимаем K_б ; K_т = 1 (t_раб < 100^o).

P_r = (1 ∙ 0.4 ∙ 958 + 1.6 ∙ 708) ∙ 1.4 ∙ 1 =

= 2122.92 Н.

4. Расчетный скорректированный ресурс подшипника при a₁ = 1 (вероятность безотказной работы 90%,), a₂₃ = 0.7 (обычные условия применения), k = 3.33 (роликовый подшипник):

L_10ah = a₁a₂₃∙(C_r/P_r)^k ∙ (10⁶/60n) =

= 1 ∙ 0.7 ∙ (29200/2122.92)^3.33∙(10⁶/60∙453.18) = 159115 ч.

5. Так как расчетный ресурс больше требуемого: L_10ah > L'_10ah (159115 > 17520), то предварительно назначенные подшипники 7205A пригодны. При требуемом ресурсе 90%.

6. Расчёт шпоночных соединений.

Призматические шпонки, применяемые в проектируемых редукторах, проверяют на смятие.

Выберем и проверим шпонку на тихоходном валу под зубчатым колесом. Диаметр вала под посадку колеса равен 80 мм, поэтому принимаем призматическую шпонку по ГОСТ 10748-79 с параметрами:

bxhxt1=22х14х9 и l=100 мм

Условие прочности:

Т – крутящий момент, передаваемый валом;

- площадь смятия;

-рабочая длина шпонки;

l - полная длина шпонки;

b,h.t- стандартные размеры.

;

;

условие прочности выполняется.

Проверим шпонку на конце тихоходного вала под звёздочкой. Диаметр вала под посадку равен 60 мм, поэтому принимаем призматическую шпонку по ГОСТ 10748-79 с параметрами:

bxhxt1=18х11х7 и l=80 мм

Условие прочности:

Т – крутящий момент, передаваемый валом;

- площадь смятия;

-рабочая длина шпонки;

l - полная длина шпонки;

b,h.t- стандартные размеры.

;

;

условие прочности выполняется.

Проверим шпонку на конце быстроходного вала под полумуфтой. Диаметр вала под посадку равен 32 мм, поэтому принимаем призматическую шпонку по ГОСТ 10748-79 с параметрами:

bxhxt1=10х8х5 и l=40 мм

Условие прочности:

Т – крутящий момент, передаваемый валом;

- площадь смятия;

-рабочая длина шпонки;

l - полная длина шпонки;

b,h.t- стандартные размеры.

;

;

условие прочности выполняется.

Выберем и проверим шпонку на промежуточном валу под зубчатым колесом. Диаметр вала под посадку колеса равен 52 мм, поэтому принимаем призматическую шпонку по ГОСТ 10748-79 с параметрами:

bxhxt1=16х10х6 и l=70 мм

Условие прочности:

Т – крутящий момент, передаваемый валом;

- площадь смятия;

-рабочая длина шпонки;

l - полная длина шпонки;

b,h.t- стандартные размеры.

;

;

условие прочности выполняется.