3. Проверка долговечности подшипников

Быстроходный вал.

Подшипник 305, F_r1 = 943.9 H, F_r2 = 1847.5 H, F_a = 0, C = 22400 H, C₀ = 11400 H. Расчёт проводим по наиболее нагруженной опоре.

, расчёт эквивалентной динамической нагрузки ведём по формуле:

где V–коэффициент, учитывающий вращение колец, при вращении внутреннего кольца V=1.0,

K_Б–коэффициент безопасности К_Б=1.3,

К_Т–температурный коэффициент К_Т=1.0.

Так как нагрузка переменная, то

где m – коэффициент переменной нагрузки

Динамическая грузоподъёмность подшипника

По динамической грузоподъёмности подшипник подходит, проверяем по долговечности

Промежуточный вал.

Подшипник 305, F_r1 = 3356,3 H, F_r2 = 3356,3 H, F_a = 0, C = 22400 H, C₀ = 11400 H, V=1.0, К_Б=1.3, К_Т=1.0.

Подшипник подходит по динамической грузоподъёмности и долговечности.

Тихоходный вал.

Подшипник 209, F_r1 = 4514,1 H, F_r2 = 6208,3 H, F_a = 0, C = 36400 H, C₀ = 18600 H, V=1.0, К_Б=1.5, К_Т=1.0. Расчёт проводим по наиболее нагруженной опоре.

Подшипник подходит по динамической грузоподъёмности и долговечности.

3. Выбор муфт

   1. Муфта на быстроходный вал

Муфта упругая втулочно-пальцевая по ГОСТ 21424–75.

Отличается простотой конструкции и удобством монтажа и демонтажа. Обычно применяется в передачах от электродвигателя с малыми крутящими моментами. Упругими элементами здесь служат гофрированные рези­новые втулки. Из-за сравнительно небольшой толщины втулок муфты обладают малой податливостью и применяются в ос­новном для компенсации несоосности валов в небольших пределах ( 1...5 мм; 0.3…0,6 мм; до 1 ).

Материал полумуфт - чугун СЧ20, пальцев Сталь 45.

Выбираем полумуфту для выходного конца быстроходного вала, для соединения быстроходного вала с валом электродвигателя. Крутящий момент на валу Т_кр = 25,24 Нм, d = 20 мм, К_р = 1,3. Расчётный момент Т_р = Т*К_р = 25,24 * 1,3 = 32,8 Нм. Выбираем полумуфту [Т] = 63 Нм, d = 20 мм, l_кон = 24 мм, L = 38 мм, D = 100 мм, D₀ = 70 мм, B = 25 мм, n_max = 5700 об/мин, отклонения ∆r = 0.2 мм и ∆γ = 1˚30’.

Конструируем полумуфту для конца вала электродвигателя d = 28 мм, n_max = 4600 об/мин.

2. Муфта на тихоходный вал.

Муфта упругая с торообразной оболочкой, материал полумуфт сталь Ст3, материал упругой оболочки – резина с пределом прочности при разрыве не менее 10 Н/мм².

Крутящий момент на валу Т_кр = 480,22 Нм, d = 40 мм, К_р = 1,3. Расчётный момент Т_р = 1,3 * 480,22 = 624,3 Нм. Выбираем муфту [T] = 650 Нм, L = 250 мм, смещение ∆r = 3 мм, ∆γ = 1˚30’, ∆а = 3,6 мм.

3. Проверка шпоночных соединений

Шпонки проверяют на напряжения смятие и напряжения среза, проводят по окружному усилию.

где [σ_см] при умеренной нагрузке и стальной ступице равна 100 МПа

[τ_ср] = 0.6 * [σ_см] = 0.6 * 100 = 60 МПа

F_t (F_м) – окружное усилие на колесе (муфте)

h – высота шпонки

b – ширина шпонки

t₁ – глубина паза на валу

l – длина шпонки

Шпонка под муфту на быстроходном валу: F_м = 628 Н, h = 4 мм, b = 4 мм, t₁ = 2,5 мм, l = 20 мм.

Шпонка под колесо на промежуточном валу: F_t = 1470 Н, h = 7 мм, b = 8 мм, t₁ = 4 мм, l = 16 мм.

Шпонка под колесо на тихоходном валу: F_t = 3770 Н, h = 10 мм, b = 16 мм, t₁ = 5 мм, l = 59 мм.

Шпонка под муфту на тихоходном валу: F_м = 5478,5 Н, h = 8 мм, b = 10 мм, t₁ = 5 мм, l = 48 мм.

Все шпонки пригодны.