9. Расчет подшипников
Рассчитаем подшипники на тихоходном валу, для этого определим силы нагружающие подшипник.
Силы
действующие в зацеплении:
Н
=1705,806Н
=834,95Н
Т=445,2Н.м
Предварительно
принимаем шарикоподшипники радиально-упорные
однорядные серии 36210.
Схема
установки подшипников «враспор».
Грузоподъёмность этих подшипников:
,
.
Так
как подшипники радиальные, то осевые
составляющие S=0.
Из условия равновесия вала
,
.
Подшипник опоры 1 более нагружен, чем
подшипник опоры 2, поэтому дальнейший
расчёт ведём для подшипника опоры 1.
Определим
отношение
.
По таблице определяем
,
,
.
Отношение
(v=1
при вращении внутреннего кольца). Это
значит, что мы оставляем
и
.
Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка:
,
где
=1,25-
коэффициент безопасности
-температурный
коэффициент
Требуемая динамическая грузоподъёмность определяется следующим образом:
часов.
об/мин,
тогда
Т.к.
(9150,29<339000),
то предварительно выбранный подшипник
подходит.
Степень
три выбираем для шарикового подшипника.
Тогда
часов. А требуемый ресурс 12000 часов,
значит можно сделать вывод, что подшипники
подходят.
Рассчитаем подшипники на приводном валу по динамической грузоподъёмности. Для этого определим силы, нагружающие подшипник.
Предварительно
выбираем шарикоподшипники радиальные
сферические двухрядные серии 1310. Для
этих подшипников
,
,
,
,
.
Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка:
,
где
=1,25- коэффициент безопасности
-температурный коэффициент
Требуемая динамическая грузоподъёмность определяется следующим образом:
часов.
об/мин, тогда
Т.к. (19702,9<339000) выбранный подшипник подходит.
10.Выбор муфт
Для передачи крутящего момента от вала электродвигателя к быстроходному валу и предотвращения перекоса вала выбираем комбинированную муфту. Она представляет собой комбинацию упругой втулочно-пальцевой и предохранительной с разрушающимися штифтами муфт.
Используя ранее рассчитанные диаметр выходного вала редуктора и величину крутящего момента на нем, выбираем для передачи крутящего момента от выходного вала редуктора на приводной вал втулочно-пальцевую муфту. Ее размеры стандартизованы по ГОСТ 21424-93.
Параметры и размеры предохранительной муфты с разрушающимися штифтами выбираем в зависимости от величина максимального крутящего момента.
Принимаем
Н,
тогда мы можем определить
Для данной муфты применяются штифты 6x30 ГОСТ 10774-80.
11. Проверочный расчёт вала на прочность
Исходные данные:
,
,
Определим
реакцию от муфты
Определяем реакции опор и строим эпюры изгибающих и вращающих моментов
Вертикальная плоскость:
Н
Н
Горизонтальная плоскость:
Н
Н
От усилия передаваемого муфтой:
Н
Н
Максимальные реакции в опорах
Н
Н
Запас сопротивления усталости в опасном сечении
Суммарный изгибающий момент:
Нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, а касательные по пульсирующему. Для симметричного цикла амплитуду нормальных напряжений можно найти по формуле:
,
где М – изгибающий момент, W
– момент сопротивления изгибу для
данного опасного сечения
МПа
Для определения касательных напряжений воспользуемся формулой:
;
где Т- крутящий момент, а
-
момент сопротивления кручению
МПа
Среднее
напряжение
Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
;
Где
МПа
- предел выносливости гладкого образца
при симметричном цикле.
МПа.-
придел выносливости при симметричном
цикле кручения.
Определение суммарных коэффициентов концентрации напряжения, учитывающих влияние всех факторов
и
в сечении I-I
По
таблицам определяем
,
а
Коэффициенты
чувствительности к асимметрии цикла
примем равными:
.
Коэффициент
влияния поверхностного упрочнения, для
закалки в ТВЧ:
По таблицам
выбираем:
.
Мпа
Мпа
МПа
После выбора всех коэффициентов и определения напряжений получим:
;
Общий
коэффициент усталостной прочности :
верно.
Можно сделать вывод, что запас прочности вала значительно превышает допустимое значение прочности.