6 Подбор подшипников

6.1 Вычерчивая схему нагружения быстроходного вала с учетом консольной силы (Рисунок 2).

Рисунок 2

Влияние цепной передачи на вал учитываем, прикладывая консольную силу .

Расстояние от точки приложения силы до точки приложения реакций ближайшей опоры приближенно находим по зависимости:

, где - диаметр выходного конца ведущего вала (полученный при проектном расчете вала).

6.2 Определяем реакции опор в горизонтальной плоскости от силы :

6.3 Строим эпюру изгибающих моментов в горизонтальной плоскости:

6.4 Определяем реакции в вертикальной плоскости от силы :

Проверяем правильность определения реакций:

6.5 Строим эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости:

6.6 Определяем реакции опор от консольной силы :

Проверяем правильность определения реакций:

6.7 Строим эпюру изгибающих моментов от силы :

6.8 Строим эпюру крутящего момента. Передача вращающего момента происходит вдоль оси вала от середины ступицы шестерни до точки приложения консольной нагрузки.

Крутящий момент равен вращающему моменту:

6.9 Суммарные радиальные опорные реакции:

6.10 Принимаем коэффициент:

- коэффициент безопасности нагрузки.

- коэффициент, учитывающий влияние температуры подшипника, при

- коэффициент вращения при вращении внутреннего кольца подшипника.

- желаемая долговечность подшипника в часах.

Для шариковых подшипников , тогда получаем:

По таблице П43 [1] окончательно приникаем подшипник:

№ … серии …

6.11 Вычерчиваем схему нагружения тихоходного вала.

Рисунок 3

6.12 Определяем реакции опор в вертикальной плоскости от сил :

6.13 Определяем реакции опор в горизонтальной плоскости от силы :

6.14 Определяем координаты эпюры изгибающих моментов в вертикальной плоскости:

В горизонтальной плоскости:

Суммарный изгибающий момент в сечении :

6.15 Определяем ординаты эпюры крутящих моментов:

6.16 Вычисляем наибольшее напряжение изгиба и кручения в опасном сечении .

Диаметр вала в опасном сечении ослабляем шпоночной канавкой. Поэтому в расчет следует ввести значение меньшее на .

Принимая - расчетный диаметр вала в сечении , получаем:

6.17 Прочность вала проверим по III теории прочности формула (196) [1]

6.18 Материал для изготовления тихоходного вала - сталь 35, для которой по таблице П3 [1] при , а следовательно, предел выносливости:

6.19 Допускаемое напряжение изгиба определяем да формуле (197) [1] при

6.20 Сравниваем расчетное значение напряжение с допускаемым :

6.21 Определяем нагрузки, действующие на подшипники.

Радиальная сила:

6.22 Требуемую динамическую грузоподъемность подшипника вычислим по формуле (209) [1] при

:

Проверяем соблюдение условия

6.23 По таблице П43 [1] окончательно принимаем шариковый подшипник:

№ … серии …, для которого:

7 Подбор шпонок и проверочный расчет шпоночных соединений

7.1 Шпонки подбирают по таблицам ГОСТа в зависимости от диаметра вала и проверяют расчетом на смятие.

7.1.1 Быстроходный вал.

Для консольной части вала при по таблице П49 подбираем призматическую шпонку .

Длину шпонки принимаем из ряда стандартных длин так, чтобы она была меньше длины посадочного места вала на 3..10 мм и находилась в границах предельных размеров длин шпонок (см. последние два столбца таблицы П49) .

Расчетная длина шпонки: . Допускаемые напряжения .

Расчетное напряжение смятия:

Итак, принимаем шпонку ГОСТ 29175-91.

7.2 Тихоходный вал

7.2.1 Для выходного конца вала при по таблице П49 [1] принимаем призматическую шпонку .

При из ряда стандартных длин принимаем длину шпонки .

Расчетная длина шпонки:

Расчетное напряжение смятия:

Следовательно, принимаем шпонку ГОСТ 29175-91.

7.2.2 Для вала под ступицу зубчатого колеса при , по таблице П49 [1] принимаем призматическую шпонку , так как :

Принимаем .

Расчетная длина шпонки: .

Расчетное напряжение смятия:

Итак, под ступицу колеса выбираем шпонку ГОСТ 29175-91.