7. Проверка долговечности подшипника

7.1. Определение реакций в опорах ведущего вала

Расчетная схема ведущего вала приведена на рис. 7.1. Из предыдущих расчетов имеем силы в зубчатом зацеплении: F_t=918Н; F_r= 339Н; F_a= 155 Н.

Из первого этапа компоновки l₁ = 37мм.

Реакции опор:

– в плоскости хz

R_x1 = R_x2 = F_t /2=918/2=459 Н

– в плоскости уz

R_y1= (F_r l₁+ F_a d₁/2 )/2l₁= (339∙37+155∙40,571/2)/2*37=212 Н

R_y2= (F_r l₁ – F_a d₁ /2 )/2l₁= (339∙37-155∙40,571/2)/2*37=127 Н

Проверка:

R_y1 + R_y2 – F_r= 2120127-339=0

Суммарные реакции: Рr1= (Rx12 + Ry12 )1/2 = (4592+2072)1/2=506 Н; Рr2= (Rx22 + Ry22) 1/2 = (4592+1322)1/2=476 Н. Подбираем подшипники по более нагруженной опоре 1. Намечаем радиальные шариковые подшипники 106: d=30мм; D= 55мм; В = 13мм; С=13,3кН; Со = 6,8кН; (табл. П3 [2]). Эквивалентная нагрузка: Рэ=(ХVPr1 + YPa1 ) KKT, где Pr1 – радиальная нагрузка, Pr1 = 506 Н; Pa1 – осевая нагрузка, Pa1 = Fa = 155 Н;

Рис. 7.1. Расчетная схема ведущего вала

V – коэффициент, зависящий от того, какое кольцо подшипника вращается; при вращении внутреннего кольца V = 1;

K_ = 1и(табл. 9.19 [2]); K_T = 1 (табл.9.20 [2]).

Отношение F_a/С_о = 155/6800=0,023

этой величине соответствует е 0,21 (табл. 9.18 [2]).

Отношение P_a1 / P_r1 =155/504=0,307˃е; X= 0,56 и Y= 2,1

Эквивалентная нагрузка:

Р_э=(0,56∙1∙526+2,1∙155)∙1∙1=609 Н

Расчетная долговечность:

L= (C/ Р_э) ³=(13,3∙10³/609)^1/3=10416 млн.об

Расчетная долговечность:

L_h=(L∙10⁶)/(60∙n)=(10416∙10⁶)/(60∙1435)=120976 =121∙10³ часов.

Для зубчатых редукторов ресурс работы подшипников может превышать 36 000 ч (таков ресурс самого редуктора) но не должен бить менее 10 000 ч (минимальная допустимая долговечность подшипников). В нашем случае подшипники ведущего вала 106 имеют ресурс L_h= 121∙10³ часов.

Долговечность подшипника удовлетворяет требованиям.

8. Проверка прочности шпоночных соединений

Размеры шпонок, пазов и длины шпонок определяем по ГОСТу 23360-78.

Материал шпонок — сталь 45 нормализованная.

Напряжения смятия и условие прочности определяются по формуле:

_см  2Т / (d (h-t₁) (l-b )    _см .

Допустимое напряжение смятия при стальной ступке  _см  =100120 МПа.

Ведущий вал

Проверяем шпонку на конце вала, соединенном с муфтой.

d= 28мм; b х h = 8 х 7; t₁= 4 мм длина шпонки l = 40мм (при длине ступицы полумуфты МУВП 50 мм табл. 11.5 [2], момент на ведущем валу Т₁ =18,617 Нм. Материал полумуфт МУВП- чугун марки СЧ 20.  _см  =5070 МПа.

_см= (2∙18,617∙10³)/(28∙(7-4)∙(40-8))=13,85 МПа ˂  _см  =100120 МПа.

Ведомый вал

Проверяем шпонку под зубастым колесом.

d= 40 мм b х h =12 х 8; t₁= 5,0; длина шпонки l = 21; момент на ведомом валу Т₂ =44,692 Нм.

_см= (2∙44,692∙10³)/(40∙(8-5)∙(22-12))=74,48 МПа ˂  _см  =100200 МПа.

Условые _см˂  _см  выполнено.