Выбор и проверка подшипников качения по динамической грузоподъёмности

7. Выбор и проверка подшипников качения по динамической грузоподъёмности

Для тихоходного вала редуктора выберем роликоподшипники конические однорядные средней серии . Для него имеем:  – диаметр внутреннего кольца,  – диаметр наружного кольца,  – ширина подшипника,  – динамическая грузоподъёмность,  – статическая грузоподъёмность,  – предельная частота вращения при пластичной смазке. На подшипник действуют:  – осевая сила,  – радиальная сила. Частота оборотов . Требуемый ресурс работы ,, Y = 1.6 при F_a/VF_r > e..

Найдём:  – коэффициент безопасности;  – температурный коэффициент;  – коэффициент вращения.

Определяем радиальные силы действующие в подшипниках:

Определяем минимальные осевые нагрузки для подшипников:

Определяем осевые реакции в опорах:

Принимаем, что F_а1 = S₁ = 114.5 Н, тогда из условия равновесия , что больше, чем S₂. Следовательно, силы найдены правильно.

Определяем эквивалентную нагрузку для 1^ой опоры: . Следовательно, X = 1, Y = 0.

Отсюда

Определяем эквивалентную нагрузку для 2^ой опоры:

Определяем значение коэффициента радиальной динамической нагрузки  и коэффициента осевой динамической нагрузки .

Определяем эквивалентную радиальную динамическую нагрузку .

Рассчитаем ресурс принятых подшипников, (расчет выполняется по 2^ой более нагруженной опоре): , или , что удовлетворяет требованиям.

Подбираем подшипник на быстроходном валу: Подшипник роликовый радиально-упорный N7306A, С = 52800 кН, С₀ = 39000 кН, N_прж = 7500, N_прп = 5600,

d = 30 мм, D = 72 мм, B = 20.75 мм

Подбираем подшипник на промежуточном валу: Подшипник роликовый радиально-упорный N7307A, С = 68000 кН, С₀ = 50000 кН, N_прж = 6700, N_прп = 5000,

d = 35 мм, D = 80 мм, B = 22.75 мм

8. Проверочный расчёт наиболее нагруженного вала на усталостную прочность и жёсткость

Проведём расчёт тихоходного вала.

C

A

B

Действующие силы:  – окружная,  – осевая,  – радиальная.

, ,

Определяем расчётный коэффициент запаса прочности S в опасном сечении и сравниваем его с допускаемым значением(1,3….2.1)

Где коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям, амплитуды напряжений цикла, эффективные коэффициенты концентраций напряжений,пределы выносливости гладких образцов.

  9. Выбор и расчёт шпоночных соединений

Расчёт шпоночных соединений заключается в проверке условия прочности материала шпонки на смятие.

1. Соединение быстроходного вала со шкифом. Имеем:  – крутящий момент на валу,  – диаметр вала, – её ширина,  – высота шпонки,  – глубина паза вала,  – глубина паза ступицы, – допускаемое напряжение на смятие,  – предел текучести.

Определяем рабочую длину шпонки :

. Принимаем l_р = 7 мм.

Условие прочности:  

Определение длины шпонки: . Принимаем l_ш = 21 мм

Принимаем шпонку:

2. Соединение промежуточного вала с зубчатым колесом. Имеем:  – крутящий момент на валу,  – диаметр вала, – её ширина,  – высота шпонки,  – глубина паза вала,  – глубина паза ступицы, – допускаемое напряжение на смятие,  – предел текучести.

Определяем рабочую длину шпонки :

. Принимаем l_р = 13 мм.

Условие прочности:  

Определение длины шпонки: . Принимаем l_ш = 30 мм

Принимаем шпонку:

3. Соединение тихоходного вала и приводного вала с муфтой . Берём шпонку:

4. Соединение тихоходного и зубчатого колеса. Имеем:  – крутящий момент на валу,  – диаметр вала, – её ширина,  – высота шпонки,  – глубина паза вала,  – глубина паза ступицы, – допускаемое напряжение на смятие,  – предел текучести.

Определяем рабочую длину шпонки :

. Принимаем l_р = 34 мм.

Условие прочности:  

Определение длины шпонки: . Принимаем l_ш = 50 мм

Принимаем шпонку:

10. Литература

1. П.Ф. Дунаев О.П. Леликов, “Конструирование узлов и деталей машин”, Москва, “Высшая школа”, 1985 г.

2. Д.Н. Решетов “Детали машин”, Москва, “Машиностроение”, 1989 г.

3. Р.И. Гжиров “Краткий справочник конструктора”, “Машиностроение”, Ленинград, 1983 г.

4. Атлас конструкций “Детали машин”, Москва, “Машиностроение”, 1980 г.

5. Л.Я. Перель, А.А. Филатов Справочник “Подшипники качения”, Москва, “Машиностроение”, 1992 г.

6. А.В. Буланже, Н.В. Палочкина, Л.Д. Часовников Методические указания по расчёту зубчатых передач редукторов и коробок скоростей по курсу “Детали машин”, часть 1, Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1980 г.

7. В.Н. Иванов, В.С. Баринова “Выбор и расчёты подшипников качения”, методические указания по курсовому проектированию, Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1981 г.