Расчёт подшипников под валы

5.4.7 Расчёт подшипников под валы

Номинальную долговечность подшипника определяем по формуле [9]:

L=(C/P)^P, (5.24)

где C - динамическая грузоподъёмность для подшипника однорядного,

средней серии с внутренним диаметром кольца под вал 35мм,

C=33,2 кН;

p - показатель степени для шарикоподшипников, p=3;

P - эквивалентная нагрузка, кН.

При отсутствии осевой нагрузки:

P=n×F_r×k_d×k_T, (5.25)

где n -коэффициент равный 1,2;

F_r - радиальная нагрузка, Н;

k_d - коэффициент, учитывающий условия работы подшипника, k_d=1,2;

k_T- температурный коэффициент, k_T=1,05.

Радиальная нагрузка на подшипник определяется весом сеялки С3-3,6 и весом катков и подшипников катков. С учётом выше перечисленных фактов F_r принимается равной F_r=4550Н.

P=1,2×4550×1,2×1,05=6879,6Н.

L=(33,2/6,9)³=111,4 млн. оборотов.

Определение номинальной долговечности:

L_n=10⁶×L/60×n, (5.26)

где n - частота вращения кольца подшипника, n=105,8 мин^-1.

L_n=10⁶×111,4/60×105,8=17548,84.

По результатам расчётов выбирается шариковый радиальный подшипник однорядный 80307 ГОСТ 7242-81, который удовлетворяет условиям работы.

5.4.8 Расчёт сварочного шва

Рассчитывается сварочный шов рамы для крепления электродвигателя. Сварка произведена ручная электродуговая, в нахлёст.

Толщина свариваемой рамы 5мм, следовательно толщина шва, т.е. его катет будет не менее 4мм.

При расчёте предлагается условие, что относительный поворот деталей свариваемых вокруг центра тяжести фигуры, образованной сечениями швов, происходит только за счёт деформации швов.

В этом случае:

t^¢_max=М_рР_max/J_р£[t'] (5.27)

где М_р - приложенный момент, н×м;

р_max - максимальное расстояние оси центра тяжести до точки максимального напряжения, создаваемое в швах, м;

J_р - полярный момент инерции;

[t] - допускаемые напряжения в сварных швах.

J_р =J_y+J_z, (5,28)

где J_y, J_z - осевые моменты инерции, м⁴.

Рисунок 5.5 Схема рамы под электродвигатель, загруженная моментом при передаче крутящего момента цепной передаче:

Рисунок 5.6 Поперечное сечение сварного шва:

J_y=0,12n(a³+12ac₂²+6hc₁²), (5.29)

где к - катет шва, м;

h - суммарная длина сварных швов, м;

а - длина перпендикулярного шва, м;

с₁,с₂ - коэффициенты.

с₁=а(а+0,7к)/2(2а+h), (5.30)

с₁=0,2(0,2+0,7×0,003)/2(2×0,2+0,4)=0,03.

с₂=h(а+0,7к)/2(2а+h), (5.31)

с₂=0,4(0,2+0,7×0,003)/2×(2×0,2+0,4)=0,05.

J_y=0,12×0,003×(0,2³+12×0,2×0,05²+6×0,4×0,003)=0,58×10^-5м⁴.

J_z=0,06×к×[6a(h+0,7к)²+h³] . (5.32)

J_z=0,06×0,003×[6×0,2(0,4+0,7×0,003)²+0,4³]=4,64×10^-5м⁴.

J_р=0,58×10^-5+4,64×10^-5=5,22×10^-5м⁴.

t'_max=561×0,05/5,22×10^-5=5,4×10³н/м².

Полученное значение t'_max£[t]=18×10³н/м², следовательно сварной шов выдержит момент, создаваемый электродвигателем.

5.4.9 Расчёт размерной цепи

Приводится расчёт допусков размерной цепи соединения гайки-толкателя с рычагом в механизме регулирования, которое осуществляется с помощью кольца. Рассматривая расстояние АD(см. рис. 5.7) видно, что оно зависит от взаимного положения центра отверстия под момент и шайбы. Шайба в свою очередь упирается в толкатель, толкатель в выступ кольца.

Составляется размерная цепь:

·   свободное расстояние - шайба;

·   шайба - толкатель;

·   толкатель - выступ кольца;

·   выступ кольца - торец кольца;

·   торец кольца - центр отверстия;

·   центр отверстия - свободное расстояние.

Производится расчёт допусков размерной цепи. Шайба в свою очередь упирается в толкатель. Условия:

А₁=3мм; А₂=20мм; А₃=6мм; А₄=31мм.

DА=А₄-А₁-А₂-А3=2мм.

Устанавливаются допуски [21] .

Определяется значение iAi [21] и по найденным значениям определяется коэффициент точности размерной цепи:

.

По коэффициенту точности устанавливают допуски на все остальные звенья цепи по JТ10 [21]. Для охватываемых размеров отклонения определяют как для основного вала:

Считается, что А₄ - корректирующее звено. Тогда отклонения рассчитывается как для корректирующего звена увеличивающегося [21]:

ЕSA₄=[-JA₁+ЕJА₂+EJA₃+ESA_D], (5.33)

ЕSА₄=(-10)+(-42)+(-18)+200=+130мкм.

ЕSА₄=ЕSА₁+ЕSA₂+ESA₃+EJA_D, (5.34).

ESA₄=10+15+18+50=93 мкм.

Рисунок 5.7 Схема размерной цепи:

Округляя отклонение до сотых долей миллиметра для обеспечения контроля получается:

Производится правильность расчёта размерной цепи, используя следующие условия:

ESA₄-(EJA₁+EJA₂+EJA₃)=130-(-10-42-18)=200мкм,

200£ESA_D=200мкм,

EJA₄-(ESA₁+ESA₂+ESA₃)³EJA_D,

90-(15+10+18)=51³50 мкм.

Оба условия выдержаны, следовательно размерная цепь рассчитана правильно.