VIII. Проверка долговечности подшипников

Ведущий вал (см. рис. 12.16).

Силы, действующие в зацеплении: F_t = 2940 Н; F_rl = F_a2 = 1020 Н и F_al = F_r2 = 322 Н.

Первый этап компоновки дал f₁ = 73 мм и с₁ = 120 мм.

Реакции опор (левую опору, воспринимающую внешнюю осевую силу F_a, обозначим индексом «2»).

В плоскости xz

Проверка: R_x2 - R_xl + F_t = 1790 - 4730 + 2940 = 0.

В плоскости yz

Проверка: R_Y2 - R_yl + F_r = 505 - 1525 + 1020 = 0.

Суммарные реакции

Осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников по формуле (9.9)

здесь для подшипников 7208 параметр осевого нагружения е = 0,38.

Осевые нагрузки подшипников (см. табл. 9.21). В нашем случае S_l>S₂; F_a> 0; тогда Р_а1 = S₁ = 1590 Н; Р_а2 = S₁ + F_a = = 1590 + 322 = 1912 Н.

Рассмотрим левый подшипник.

Отношение , поэтому следует учитывать осевую нагрузку.

Эквивалентная нагрузка по формуле (9.3)

Для заданных условий V = K_б = K_T = 1; для конических подшипников при коэффициент Y = 1,565 (см. табл. 9.18 и П7 приложения)

Эквивалентная нагрузка

Расчетная долговечность, млн. об [формула (9.1)]

Расчетная долговечность, ч

где n = 974 об/мин - частота вращения ведущего вала.

Рассмотрим правый подшипник.

Отношение поэтому при подсчете эквивалентной нагрузки осевые силы не учитывают.

Эквивалентная нагрузка

Расчетная долговечность, млн. об.,

Расчетная долговечность, ч

Найденная долговечность приемлема.

Ведомый вал (см. рис. 12.17).

Из предыдущих расчетов F_t = 2940 Н; F_r = 322 Н и F_a = = 1020 Н.

Нагрузка на вал от цепной передачи F_B = 3978 Н (см. с. 348). Составляющие этой нагрузки F_BX = F_BY = F_B sin γ = = 3978 sin 45° ≈ 2800 H.

Первый этап компоновки дал f₂ = 71 мм, с₂ = 159 мм и l₃ = 100 мм.

Реакции опор (правую опору, воспринимающую внешнюю осевую силу F_a), обозначим четным индексом цифрой 4 и при определении осевого нагружения этот подшипник будем считать «вторым» (см. табл. 9.21).

Дальнейший расчет аналогичен расчету ведущего вала.

Реакции в плоскости xz:

R_x3 =2100 Н и R_х4 = 1960 Н.

Реакции в плоскости yz (для их определения следует знать еще средний диаметр колеса d₂ = mz₂ = 3,43·79 = 271 мм):

R_Y3 = 1700 Н и R_Y4 = 4822 Н.

Эквивалентные нагрузки:

Р_э3 = 3250 Н = 3,25 кН и Р_э4 = 6250 Н = 6,25 кН.

Так как в качестве опор ведомого вала применены одинаковые подшипники легкой серии 7211, то долговечность определим для более нагруженного правого подшипника.

Отношение поэтому силы не учитываем.

Эквивалентная нагрузка

Расчетная долговечность, млн. об.,

Расчетная долговечность, ч

здесь n = 306 об/мин — частота вращения ведомого вала.

Полученная долговечность более требуемой. Подшипники 7211 приемлемы.

IX. Второй этап компоновки редуктора (рис. 12.18)

В развитие первой компоновки здесь вычерчивают валы с насаженными на них деталями; размеры мазеудерживающих колец, установочных гаек и шайб, крышек и уплотнений определяют по таблицам гл. IX; размеры шпонок — по таблицам гл. VIII.

Диаметры участков валов под зубчатые колеса, подшипники и пр. назначают в соответствии с результатами предварительного расчета и с учетом технологических требований на обработку и сборку.

Взаимное расположение подшипников фиксируем распорной втулкой и установочной гайкой М39 × 1,5 с предохранительной шайбой. Толщину стенки втулки назначают (0,1 ÷ 0,15)d_П; принимаем ее равной 0,15·40 = 6 мм.

Сопряжение мазеудерживающего кольца со смежными деталями вынесено на рис. 12.18 (места I и IV). Мазеудерживающие кольца устанавливают так, чтобы они выходили за торец стакана или стенки внутрь корпуса на 1—2 мм.

Подшипники размещаем в стакане, толщина стенки которого δ_ст = (0,08 ÷ 0,12) D, где D — наружный диаметр подшип­ника; примем δ_ст =0,12·80 ≈ 10 мм.

Рис. 12.18. Второй этап компоновки

Для фиксации наружных колец подшипников от осевых перемещений у стакана сделан упор величиной К = 6 мм (см. место I).

У второго подшипника наружное кольцо фиксируем торцовым выступом крышки подшипника через распорное кольцо.

Для облегчения посадки на вал подшипника, прилегающего к шестерне, диаметр вала уменьшаем на 0,5 — 1 мм на длине, несколько меньшей длины распорной втулки.

Очерчиваем всю внутреннюю стенку корпуса, сохраняя величины зазоров, принятых в первом этапе компоновки: х = 10 мм, у₂ = 20 мм и др.

Используя расстояния f₂ и с₂, вычерчиваем подшипники (напомним, что радиальные реакции радиально-упорных подшипников считают приложенными к валу в точках, которые сдвинуты от клейменых торцов подшипников на расстояние а; см. табл. 9.21).

Для фиксации зубчатое колесо упирается с одной стороны в утолщение вала 0 68 мм (см. рис. 12.18, место II), а с другой — в мазеудерживающее кольцо; участок вала Ø 60 мм делаем короче ступицы колеса, чтобы мазеудерживающее кольцо Ø 55 мм упиралось в торец колеса, а не в буртик вала; переход вала от Ø 60 мм к Ø 55 мм смещен на 2 — 3 мм внутрь зубчатого колеса.

Наносим толщину стенки корпуса δ_К = 10 мм и определяем размеры основных элементов корпуса (см. гл. X).

Определяем глубину гнезда под подшипник l_г ≈ 1,5Т₂ = 1,5·23 = 35 мм (Т₂ = 23 мм — ширина подшипника 7211, указанная на с. 350).