11. Определение реакций опор, расчет и проверка выбранных подшипников
Рис. 11 Схема нагрузки валов редуктора
11.1 Ведущий вал редуктора
Силы, действующие на ведущий вал:
Радиальные Fr1 = 2510 H; Fn = 1315 Н
Осевая Fа1 = 6895 H
Окружная Ft1 = 1288 H
Крутящий момент Т2 = 73,4 Нм
Предварительно принимаем для опор ведущего вала роликовые конические подшипники серии 7309 по ГОСТ 27365-87 , коэффициент работоспособности С = 128 000, допускаемая радиальная нагрузка 5800 Н.
Рис. 11.2 Расчетная схема ведущего вала
Находим реакции опор в горизонтальной плоскости
0;
- Ft1l2
+ RBх
(l3
+ l2)
- Fnl1=
0
RBx
= (Ft1l2
+Fnl1)/
(l2
+l3)
=(1288
0,21
+1315
/(0,195
+ 0,21) = 1122 H
0;
Ft1l3
- Fnl1
– RАх (l3
+ l2)
= 0;
RAx = (Ft1l3 - Fnl1) / (l2 +l3) = (1288 0,195 - 1315 0,14/(0,195 + 0,21) = 166 H
Находим реакции опор в вертикальной плоскости
;
RВy
(l3 +
l2) -
Fr1l2
- Fa1
0,5 d1
= 0
RВy = (Fr1l2 + Fa1 0,5 d1) /(l3 + l2) =
=(2510
0,21 + 6895
0,5
/
(0,195 + 0,21) = 2255
H
- RАy
(l3 +
l2) +
Fr1l3
- Fa1
0,5 d1
= 0
RAy = (Fr1l3 - Fa1 0,5 d1) /(l3 + l2) =
(2510
0,195
- 6895
0,5
)
/ (0,195 + 0,21) = 255 H.
Определяем радиальные нагрузки на опоры
FA
=
=
304
H
FB
=
=
= 2519 H
Расчет на долговечность будем вести по опоре В, как более нагруженной.
Рассчитываем долговечность подшипника опоры В и сравниваем ее с табличным коэффициентом работоспособности
Где Lh = 10000 ч. – требуемая долговечность
Re – эквивалентная динамическая нагрузка
Определяем эквивалентную динамическую нагрузку
Re = (XVF+YFa)KбKt
V =1 - при вращении внутреннего кольца подшипника
Kб = 1,5 – коэффициент безопасности
Kt = 1 – температурный коэффициент
X = 1, Y = 1,31
так как
=
= 2,75 > e
= 0,34
При значительном превышении осевой загрузки над радиальной для опоры А применяем два роликовые конические подшипники серии 7309
Re = 1 1 2519 1,5 1 = 3778 H
Так как расчетный ресурс больше требуемого, то предварительно назначенный подшипник 7209 пригоден.
11.2 Ведомый вал редуктора
Силы, действующие на ведомый вал:
Радиальная Fr2 = 2510 H;
Осевая Fа2 = 1288 H;
Окружные Ft2 = 6895 H, Ft3 = 5860 H
Крутящий момент Т2 = 1551,4 Нм ,
Предварительно принимаем для опор ведущего вала роликовые конические подшипники серии 7316 по ГОСТ 27365-87 , коэффициент работоспособности С=310000, допускаемая радиальная нагрузка 15000 Н.
Рис. 11.3 Расчетная схема ведомого вала
Находим реакции опор в вертикальной плоскости
- Fr2l4
+ Fa2
d2/2 -
RDy(l4
+ l5)
= 0
RDy = ( -Fr2l4 +Fa2 d2/2 ) / (l4+ l5) = (-2510 0,1+1288 0,5 0,45) / 0,2=194 H
Fr2l5
+ Fa2
d2/2 -
RСy(l4
+ l5)
= 0
RCy = ( Fr2l5 + Fa2 d2/2)/ (l4+ l5) =(2510 0,1 + 1288 0,5 0,45)/0,21 = 2704 Н
Находим реакции опор в горизонтальной плоскости
0;
- Ft2l4
+ RDx(l4+
l5) -
Ft3(l4
+ l5
+ l6)
= 0;
RDx = (Ft2l4 +Ft3(l4 + l5+ l6)) / ( l4+ l5) = (6895 0,1+5860 0,31)/0,21= 11934 H
0;
Ft2l5
- RCx(
l4+
l5) -
Ft3l6
= 0;
RCx = (-Ft3l6 + Ft2l5) / ( l4+ l5) = (-5860 0,11 + 6895 0,1)/0,21= 214 H
Определяем суммарные радиальные нагрузки на опоры
FC
=
=
2712
H
FD
=
=
= 11935 H
Расчет на долговечность будем вести по опоре D, как более нагруженной.
Рассчитываем долговечность подшипника опоры D и сравниваем ее с табличным коэффициентом работоспособности
Где Lh = 10000 ч. – требуемая долговечность
Re – эквивалентная динамическая нагрузка
Определяем эквивалентную динамическую нагрузку
Re = (XVF+YFa)KбKt
V =1 - при вращении внутреннего кольца подшипника
Kб = 1,5 – коэффициент безопасности
Kt = 1 – температурный коэффициент
X = 1, Y = 1,5
так как
=
= 0,51 < e = 0,34
Re = (1 1 6622 +1,5 1288)1,5 1 = 12831 H
Так как расчетный ресурс больше требуемого, то предварительно назначенный подшипник 7316 пригоден.