6. Расчет и выбор подшипников

Во все узлы редуктора выбираем однорядные радиальные шарикоподшипники.

1. Быстроходный вал.

Определим наиболее нагруженную опору вала.

расчет проводим для опоры А

, где

L_h – номинальная долговечность [ч]

С – динамическая грузоподъемность

n – число оборотов вала

P_R – эквивалентная нагрузка

р = 3 (для шарикоподшипников) – показатель степени

Предварительно (по d вала) принимаем подшипник легкой серии 20⁴:

С = 10000 (Н) C_r = 6,3 (кг)

 е = 0,3

Эквивалентная нагрузка:

Fr₁ = Fr_{1max *} К_Е = 1867,0642 _* 0,77 = 1437,6300

Fr₂ = Fr_{2max *} К_Е = 627,44 _* 0,77 = 483,1288

1-ая опора: S₁ = e _* Fr₁ = 0,3 _* 1437,6 = 431,28

2-ая опора: S₂ = e _* Fr₂ = 0,3 _* 483,12 = 144,93

т. к. S₁ > S₂, Fa > 0  Fa₁ = S₁ = 431,28

Fa₂ = S₁ + Fa = 431,28 + 475,65 = 906,93

проверим:  е = 0,3

для первой опоры ; где V – коэффициент вращения = 1

> 0,3

х = 0,56

у = 1,45  р₁ = (V_xFr₁ + уFa₁) _* K_{ *} K_

K_ - температурный коэффициент = 1

K_ - табличный коэффициент = 1

 р₁ = (1437,63 _* 0,56 +1,45 _* 431,28) _* 1 _* 1 =

= (805,07 + 625,35) _* 1² = 1430,42 (Н)

Для второй опоры:

> 0,3

х = 0,56

у = 1,45  р₂ = (270,48 + 1313,7) _* 1² = 1584,18 (Н)

т. к. Р₂ > P₁ проверим долговечность более нагруженной второй опоры:

Lh > L_ (16819,2 (ч))

Подшипник годен.

Промежуточный вал:

R_cx = -851,8 R_cу = 261

R_дх = 4038б08 R_ду = 2041

Эквивалентные нагрузки:

F_r1 = K_{e *} F_r1max = 0,77 _* 890 = 685,3

F_r2 = K_{e *} F_r2max = 0,77 _* 4525 = 3484,3

1-ая опора S₁ = e _* F_r1 = 0,3 _* 685,3 = 206

2-ая опора S₂ = e _* F_r2 = 0,3 _* 4525 = 1358

проверим:

Fa = S₁ = 206

Fa₂ = 206 + 475 = 681

Принимаем подшипник легкой серии 205

С = 11000 (Н)

l = 0,3

для 1-ой опоры:

х = 0,56

у = 1,45  р₁ = (1 _* 0,56 _* 685,3 + 1,45 _* 206) = 682

для 2-ой опоры:

х = 0,56

у = 1,45  р₂ = (1 _* 0,56 _* 3484,3 + 1,45 _* 681) _* 1² =

= 1951,2 + 987,4 = 2938,6

р₂ > p₁ 

L_h > L _ - подшипник годен.

Тихоходный вал:

Предварительно выбираем подшипник легкой серии 206

С_о = 15300 (Н)

Эквивалентная нагрузка:

F_r1 = F_{R1max *} K_E = 2154,3 _* 0,77 = 1658,8

F_r2 = F_{r2max *} K_E = 5558 _* 0,77 = 4279,6

1-ая опора: S₁ = e _* F_r1 = 0,3 _* 1658,8 = 495,64

2-ая опора: S₂ = e _* F_r2 = 0,3 _* 4279,6 = 1283,88

 Fa₁ = S₁ = 497,64

Fa₂ = S₁ + Fa = 497,64 + 1385,41 = 1883,05

проверим:

для 1-ой опоры:

х = 0,56

у = 1,45  р₁ = (1 _* 0,56 _* 1658,8 + 1,45 _* 497,64) =

= 928,8 + 721,5 = 1650,4

для 2-ой опоры:

х = 0,56

у = 1,45  р₂ = 2396,6 + 2730,4 = 5127,02

т. к. р₂ > р₁ проверяем долговечность наиболее нагруженной опоры:

подшипник годен.

7. Выбор муфты

Т. к. муфта насаживается на быстроходный вал, выбираем ее по крутящему моменту этого вала. Т_кр = 15,30 (Н).

Т. к. самое близкое значение 37,20 (Н _* м), берем эту муфту – двухконусная фрикционная предохранительная с упругокомпенсирующей муфтой с металлическими пружинами сжатия.

На точность срабатывания влияют:

• давление

• шероховатость трущихся поверхностей.

1. предельный вращающий момент, ограничиваемый муфтой:

Т_пр =  _* Д_ср² _* в _* [p] _* f₀ / 2

где Д_ср – средний диаметр поверхности трения;

в – ширина поверхности трения

[p] – допустимое давление на поверхности трения.

f₀ – коэффициент трения

2. ширина поверхности трения

3. средний диаметр поверхности трения

где

Т_пр = 3,14 _* 75² _* 15 _* [1] _* 1 = 264938 (Н _* м)

Число пар поверхностей трения = 2

В муфте 6 пружин

4. сила, создаваемая пружиной

; где  - угол наклона образующей конуса, его задают исходя из условия    ( - угол трения)

для металлических поверхностей трения угол  принимают равным 8⁰ –10⁰.

Выбираем цилиндрические винтовые пружины растяжения – сжатия (по ГОСТ 13764 – 68) II класса

Ма – проволока из углеродистой стали 65

расчет пружины на прочность

 - расчетное напряжение в поперечном сечении витка

к – коэффициент, учитывающий влияние крутизны витков и поперечной силы.

с = Д₀ / d – индекс пружины = 10 / 2 = 5

  [] 900  1060

прочность выполняется.

При расчете пружин на жесткость определяют осадку .

Z = 5 – число рабочих витков пружины.

G – модуль сдвига = 8 _* 10⁴ МПа