7. Расчет шпоночных соединений
d- диаметр вала, мм;
h- высота шпонки, мм;
t1 – глубина шпоночного паза, мм;
lр – длина шпонки, мм.
Напряжения смятия, испытываемые шпонкой:
/
мм2,
где Т – крутящий момент, передаваемый
шпонкой.
7.1 Шпонка быстроходного вала
d = 32 мм; размер шпонки b*h*lp = 10x8x28 мм; Т = 76400 Нмм.
t1 = 5 мм.
=
56,8 Н/мм2,
т.е. условие прочности выполнено.
7.2. Шпонка промежуточного вала
d = 46 мм; размер шпонки b*h*lp = 14x9x45 мм; Т = 222370 Нмм.
t1 = 5,5 мм.
=
75 Н/мм2,
т.е. условие прочности выполнено.
7.3 Шпонки тихоходного вала
под колесом:
d = 55 мм; размер шпонки b*h*lp = 18x11x63 мм; Т = 431486 Нмм.
t1 = 7 мм.
=
109 Н/мм2,
т.е. условие прочности выполнено.
На выходном конце
d = 45 мм; размер шпонки b*h*lp = 14x9x80 мм; Т = 431486 Нмм.
t1 = 5,5 мм.
=
104 Н/мм2,
т.е. условие прочности выполнено
8. Подбор подшипников качения
8.1 Подшипники быстроходного вала
Fr1 = 1079 H; Fr2 = 556 H; Fa = 732 H
d= 35 мм; n = 500 об/мин
В зависимости от соотношения Fa/Fr max = 732/1079 = 0,32 выбираем тип подшипника – радиально-упорный легкой серии № 3620. Его динамическая грузоподъемность С = 28926 Н, С0 = 12802 Н – статическая грузоподъёмность.
Вычислим коэффициенты осевого нагружения
Опора 1: Опора 2:
0,38
= 0,34
Осевые составляющие от радиальной силы на опорах:
0,38*1079
= 325
0,34*556
= 153
Необходимые осевые нагрузки в подшипниках:
153
+ 732 = 885
153
Определим коэффициенты радиальной и осевой нагрузки для каждой опоры:
>
e1,
следовательно Х1
= 0.45, Y1
= 1,46.
0,34,
принимаем Х2
= 1, У2
= 0.
Эквивалентная нагрузка на опорах:
В этих формулах:
-
коэффициент нагрузки;
-
температурный коэффициент.
Определим долговечность наиболее нагруженного подшипника при 90% вероятности безотказной работы:
часов.
Определим коэффициент надежности:
.
Здесь а2 = 0.9 – коэффициент материала;
= 0.9 – коэффициент режима смазки.
-
срок службы редуктора.
Определим вероятность безотказной работы в течение 10000 часов:
k=1.1 для шарикоподшипников.
Вывод: подобранный подшипник будет работать в течение 10000 часов с вероятностью безотказной работы 97,7 %.
8.2 Подшипники промежуточного вала
3000
Н;
3730 Н;
509 Н.
40
мм ;
166,67 об/мин.
Установим в качестве опор роликоподшипники конические особолегкой серии № 710. Для этого подшипника:
С0 = 28400 Н – статическая грузоподьемность;
С = 40000 Н – динамическая грузоподъемность;
e = 0,32 - параметр осевого нагружения;
У = 1,88 - коэффициент осевой нагрузки.
Определим осевые нагрузки, воспринимаемые подшипниками и определим коэффициенты осевой и радиальной нагрузок:
Н.
<
e,
следовательно Х1=
1, У1
= 0.
Н.
,
тогда Х2
= 0,4; У2
= 1,88.
Эквивалентные нагрузки на опорах:
Наиболее нагружена опора 2. Ее долговечность при 90% вероятности безотказной работы:
часов.
Коэффициент надежности:
Вероятность безотказной работы в течение 10000 часов:
8.3 Подшипники тихоходного вала
1630 Н; 3310 Н
50 мм; 83,3 об/мин.
Поскольку вал не воспринимает осевую нагрузку установим его на шарикоподшипники радиальные однорядные особолегкой серии № 1.
У них С = 21500 Н; С0 = 12300 Н.
Расчет ведется по наиболее нагруженной (правой) опоре.
Эквивалентная нагрузка на подшипник:
Н.
Долговечность при 90% вероятности безотказной работы:
часов.
Коэффициент надежности:
Вероятность безотказной работы в течение 10000 часов:
,
что вполне достаточно.