10. Силовой расчет валов.
10.1 Определение реакций опор и моментов для быстроходного вала.
Рисунок
6. Схема нагружения быстроходного вала
Ft1 = 3521 Н; (п. 4.3) Fr1 = 1290Н; (п. 5.1) Fa1 = 407 Н; (п. 5.1) FОП = 1441Н. (п. 3.3)
lОП = 78 мм; (п. 8) lб = 118 мм; (п. 8) d1 = 56 мм (п. 4.2)
Вертикальная плоскость.
Определяем опорные реакции, Н
;
;
;
Проверка 
;
FОП
-RAY-Fr1+RBY=0;
1441-1845-1290+1694=0
Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси ОХ, Н*м:
Горизонта
льная
плоскость.
Определяем опорные реакции, Н
Проверка: 
;
;
1760-3521+1760=0
Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси ОY, Н*м:
МY1 = 0Н*м
MY2 = 0Н*м
MY4=0Н*м
Строим
эпюру крутящих моментов. Н*м:
Определяем суммарные реакции опор, Н:
Определяем суммарные моменты в опасных сечениях вала, Н*м:
Рисунок 7 – Расчетная схема быстроходного вала.
10.2 Определение реакций опор и моментов для тихоходного вала.
Рисунок 8 Расчетная схема тихоходного вала.
Ft2 = 3521 Н; (п. 4.3) Fr2 =1290 Н; (п. 5.1) Fa2 = 407 Н; (п. 5.1) FМ = 2795 Н. (п. 5.2)
LМ = 147 мм; (п. 8) lТ = 120 мм; (п. 8) d2 = 284 мм (п. 4.2)
Вертикальная плоскость.
Определяем реакции опор, Н:
;
;
Проверка:
-1126+1290-163=0
Строим
эпюру изгибающих моментов относительно
оси ОХ, Н*м:
МХ1=0Н*м
МХ2=RCY*0,06=1126*0,06=68 Н*м
МХ2=RDY*0,06=163*0,06=10 Н*м
МХ3=0Н*м
МХ4=0Н*м
Горизонтальная плоскость.
Определяем опорные реакции, Н:
;
;
Проверка:
-5184+3521+4458-2795=0
Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси ОY, Н*м:
МY1 = 0Н*м
МY2 = -RСX*0,06= -5184*0,06=-311Н*м
МY3=FM*0,147=2795*0,147=411 Н*м
МY4 = 0Н*м
Строим эпюру крутящих моментов. Н*м:
Определяем суммарные реакции опор, Н:
Определяем суммарные моменты в опасных сечениях вала, Н*м
Рисунок 9 Расчетная схема тихоходного вала.
11. Проверочный расчет подшипников.
Пригодность подшипников определяется сопоставлением расчетной динамической грузоподъемности Сrp с базовой Cr, а так же базовой долговечности L10h с требуемой долговечностью Lh по условиям:
;
; (79)
Эквивалентная
нагрузка Re
учитывает характер и направление
нагрузок, действующих на подшипни
ки,
условия их работы и зависит от типа
подшипника.
Эквивалентную динамическую нагрузку определяют по одной из формул, Н:
при
› е (80)
или
при
(81)
где Rr – суммарная реакция подшипника, Н
Ra – осевая нагрузка подшипника, Н
Х=0,41 - коэффициент радиальной нагрузки для радиально-упорных шарикоподшипников
Y =0,87 - коэффициент осевой нагрузки для радиально-упорных шарикоподшипников.
е = 0,68 - коэффициент влияния осевого нагружения [2, стр. 368]
Для радиально-упорных шарикоподшипников эквивалентная нагрузка Re рассчитывается для каждого подшипника на валу с целью определения наиболее нагруженной опоры. Выбираем схему установки подшипников враспор.
11.1 Проверочный расчет подшипников на быстроходном валу.
Проверке подлежит радиально-упорный шариковый подшипник легкой серии № 46208, ГОСТ 831-75 [3, стр. 108, табл. 8.10.4].
Рисунок 10 – Схема нагружения подшипников на быстроходном валу (враспор).
(п.10.1);
(п. 10.1) Fa
= Fa1
= 407 Н (п. 5)
Осевая составляющая радиальной нагрузки подшипников, Н:
(82)
Осевая нагрузка, Н:
Ra1 = Rs1 = 1734 H
Ra2 = Ra1 + Fa = 1734+407=2141 Н
Определить отношения:
(83)
По результатам
сопоставлений
и
выбираем формулы для определения
динамической эквивалентной нагрузки
каждого подшипника.
Расчетную динамическую грузоподъемность и долговечность определяем для большего значения эквивалентной динамической нагрузки.
Расчетная
динамическая грузоподъемность, Н:
(84)
где Re = Re2 = 4010 H
ω = ω1 = 37 c-1 (п. 2.2)
Lh = 52560 часов (п. 4.1)
Cr = 28900Н (п. 6.4)
Следовательно,
По условию подшипник № 46209 не пригоден.
Окончательно выбираем подшипник шариковый радиально-упорный однорядный № 36308, ГОСТ 831-75 [2, стр. 434, табл. К28].
d = 40 мм; D = 90 мм; В = 23мм; Cr = 41,3 кН; С0r = 33,4 кН
Проверка на долговечность, час:
(85)
Условие пригодности выполняется.