8.2 Выбор подшипников для промежуточного вала

Исходные данные:

- требуемая долговечность подшипника - L_h=20000 часов;

- диаметр цапфы, на которую устанавливается подшипник – d=70 мм;

- частота вращения вала – n₃=24 об/мин;

- нагрузки, действующие на опоры: R₁=1922,7Н; R₂=18986,7 Н; F_а=1733,47 Н;

- характер нагружения – умеренные толчки ( ).

Назначаем шарикоподшипник радиальный однорядный средней серии №314.

Для него: С=81,7 кН; С₀=64,5 кН.

Для радиальных подшипников Х=1; Y=0.

Определяем эквивалентную нагрузку:

.

Определяем требуемую динамическую грузоподъемность:

Н.

Определяем долговечность подшипника:

часов.

Долговечности подшипника обеспечено

8.3 Выбор подшипников для быстроходного вала

Исходные данные:

- требуемая долговечность подшипника - L_h=20000 часов;

- диаметр цапфы, на которую устанавливается подшипник – d=45 мм;

- частота вращения вала – n₃=750 об/мин;

- нагрузки, действующие на опоры: R₁=7764,7Н; R₂=3882,3 Н; F_а=1733,47 Н;

- характер нагружения – умеренные толчки ( ).

Назначаем шарикоподшипник радиальный однорядный средней серии №309.

Для него: С=37,8 кН; С₀=26,7 кН.

Для радиальных подшипников Х=1; Y=0.

Определяем эквивалентную нагрузку:

.

Определяем требуемую динамическую грузоподъемность:

Н.

Так как , то принимаем подшипник роликовый конический однорядный средней широкой серии №7609. С=104 кН.

Определяем долговечность подшипника:

часов.

Долговечности подшипника обеспечено.

9. Выбор и проверка шпонок

Выбор шпонок для всех валов проводим в зависимости от диаметра вала под шпонкой:

- для быстроходного вала: мм, ;

- для промежуточного вала: мм, ;

- для тихоходного вала: мм, ; мм, .

Допустимое напряжение материала шпонки на срез МПа.

Допустимое напряжение материала шпонки на срез МПа.

Проверка шпонок на смятие и срез.

Быстроходный вал.

МПа;

МПа.

Итак, напряжение среза и смятия шпонки обеспечено.

Промежуточный вал.

МПа;

МПа.

Итак, напряжение среза и смятия шпонки обеспечено.

Тихоходный вал.

МПа;

МПа.

МПа;

МПа.

Итак, напряжение среза и смятия шпонок обеспечено.

10. Расчет вала на выносливость

Рассчитываем тихоходный вал в сечении под зубчатым колесом, которое ослаблено шпонкой.

Определяем коэффициент запаса прочности из условия:

где и - коэффициент по нормальным и касательным напряжениям.

Определяем коэффициенты по зависимостям:

;

;

где и - амплитуды напряжений цикла;

и - средние напряжения цикла.

Определяем амплитуды напряжений цикла:

Па;

Па,

где Нм;

и - осевой и полярный моменты сопротивления сечения вала.

Определяем осевой момент сопротивления сечения вала:

Определяем предел выносливости вала:

Па;

Па,

где и - предел выносливости:

Па [табл.7.8 (1)];

Па [табл.7.8 (1)],

и - коэффициент концентрации напряжений.

Определяем коэффициент концентрации напряжений по зависимостям:

;

,

где , - коэффициенты концентрации напряжений;

- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения [7.10 (1)];

- коэффициент влияния шероховатости [7.11 (1)];

- коэффициент влияния поверхностного упрочнения материала [7.12 (1)].