3.9 Выбор, расчет подшипников качения
В редукторах применяют в основном подшипники качения. Выбор типа подшипника зависит от нагрузок, действующих на вал. Если действуют только радиальные силы, то применяются радиальные шарикоподшипники.
Для валов проектируемого редуктора принимаем шарикоподшипники радиальные легкой серии. Выбор его типоразмера зависит от диаметра вала под подшипник. Посадочный диаметр подшипника для быстроходного вала d=dП1=35 мм, для тихоходного вала d=dП2=45 мм.
Таблица 5 – Выбор радиальных шарикоподшипников
Наименование вала |
Обозначение подшипника |
Размеры, мм |
Грузоподъемность, кН |
||||
d |
D |
В |
r |
С |
C0 |
||
Быстроходный |
309 |
45 |
100 |
25 |
2,5 |
52,7 |
30,0 |
Тихоходный |
213 |
65 |
120 |
23 |
2,5 |
56,0 |
34,4 |
Рисунок 5- Соотношение размеров подшипника
Для проверки подшипников на долговечность необходимо сначала определить суммарные радиальные реакции в опорах вала:
В
рассматриваемом примере более нагружена
опора А, радиальная сила в которой равна
.
Долговечность выбранных шарикоподшипников
Lh
, ч,
определяется по формуле:
,
где
n
= 80 мин-1
- частота вращения быстроходного вала;
С =56000 Н - динамическая грузоподъемность подшипника быстроходного вала;
Р - приведенная нагрузка, Н, которая для постоянного режима нагружение определяется по зависимости
P = FrVCpKT,
где V - коэффициент, учитывающий, какое кольцо подшипника вращается.
При вращении внутреннего кольца подшипника V=1 ;
Ср - коэффициент режима нагрузки, Cp=1,2
КT - температурный коэффициент. Если при работе редуктор не нагревается выше 100°, то можно принять KT=1.
Приведенная нагрузка равна:
Р = 9632·1· 1,2· 1 = 11558,4 H.
Lh>[Lh] 23963>10000, значит расчетная долговечность подшипников выполняется.
Для герметизации подшипниковых узлов редуктора и осевой фиксации подшипников применяются крышки. Они изготавливаются, как правило, из чугуна СЧ 15 двух видов - торцовые (1,с.68-69,таблицы Б.6 и Б.7) и врезные
(1, с.70,таблица Б. 8). Те и другие изготавливаются в двух исполнениях - глухие и с отверстием для выходного конца вала. Размеры крышек определяют в зависимости от диаметра наружного кольца подшипника D.
Рисунок 6 -Подшипниковый узел
3.10 Расчет шпоночных соединений
В соответствии с заданием на курсовую работу конструкции редуктора применено три шпоночных соединения: зубчатое колесо - вал и выходные участки быстроходного и тихоходного валов для крепления элементов открытых передач и полумуфты.
Выбор сечения шпонки осуществляется по диаметру вала d по ГОСТ 23360-78 [П1 с. 302]. Длина шпонки выбирается на 5... 10 мм короче длины ступицы сопрягаемой с валом детали из стандартного ряда. Выбранная шпонка проверяется на смятие по условию прочности:
-
расчетное напряжение смятия, МПа,
определяемое по формуле
где Ti - вращающий момент, Нмм, передаваемый валом;
d, h, b, t1 - размеры соединения, мм, [1.c.73,табл. Б.12];
1р - расчетная длина шпонки, мм, которая для призматической шпонки с закругленными торцами равна: lp=l-b;
-допускаемое
напряжение смятия, которое для стальной
ступицы равно 100 МПа,
для чугунной ступицы - уменьшается
вдвое.
Проверим выбранные шпонки на смятие:
Так как неравенство выполняется, т. е. действительное напряжение смятия меньше допускаемого. Значит, выбранные шпонки работоспособны.
В случае тихоходного вала, на участке полумуфты целесообразно взять 2 шпонки.