7.2. Определение пригодности подшипников

Проверочный расчет предварительно выбранных подшипников выполняется отдельно для быстроходного и тихоходного валов. Пригодность подшипников определяется сопоставлением расчетной динамической грузоподъемности C_rp с базовой C_r или базовой долговечности L_10h с требуемой L_h по условиям:

C_rp ≤ C_r или L_10h ≥ L_h.

Базовая динамическая грузоподъемность подшипника представляет собой постоянную радиальную нагрузку, которую подшипник может воспринять при базовой долговечности, составляющей 10⁶ оборотов внутреннего кольца.

Требуемая долговечность подшипника L_h предусмотрена ГОСТ 16162-85 и составляет для червячных редукторов L_h ≥ 5000 ч.

7.2.1. Быстроходный вал (вал-червяк):

угловая скорость вала:

1) расчетная динамическая грузоподъемность определяется по формуле:

,

где ω – угловая скорость вала; m = 3,333 (для роликовых конических подшипников) – показатель степени, L_10h = 8000 ч [табл. 9.4, 1].

2) базовая долговечность:

таким образом, L_10h > L_h – условие выполняется.

7.2.2. Тихоходный вал (вал колеса):

угловая скорость вала:

расчетная динамическая грузоподъемность:

2) базовая долговечность:

таким образом, L_10h > L_h – условие выполняется.

Требуемые условия выполняются, поэтому предварительно выбранные подшипники пригодны для конструирования подшипниковых узлов.

8. Конструктивная компоновка привода

8.1. Конструирование червячного колеса и червяка

Основные параметры червячного колеса и червяка (диаметр, ширина, модуль, число зубьев и пр.) определены при проектировании передач. Конструкция колеса и червяка зависит главным образом от проектных размеров и материала.

Червяк выполняется заодно с валом.

По условиям работы червячные колеса изготавливают составными: центр колеса (ступица с диском) – из стали, зубчатый венец (обод) – из антифрикционного материала.

Основные конструктивные элементы колеса – обод, ступица и диск. Обод воспринимает нагрузку от зубьев и должен быть достаточно прочным и в то же время податливым, чтобы способствовать равномерному распределению нагрузки по длине зуба. Ступица служит для соединения вала. Длина ее должна быть оптимальной, чтобы обеспечить, с одной стороны, устойчивость колеса на валу в плоскости, перпендикулярной оси вала, а с другой – получение заготовок ковкой и нарезание шпоночных пазов методом протягивания. Диск соединяет обод и ступицу.

На рис. 9 приведена конструкция червячного колеса.

Размеры конструктивных элементов колеса:

1) обод:

_{внутренний диаметр:}

толщина: S₀ = 1,2S = 1,2∙10,7 = 12,8 мм,

h = 0,15b₂ = 0,15∙50 = 7,5 мм, t = 0,8h = 0,8∙7,5 = 6 мм;

_{ширина: b2 = 50 мм;}

_{2) ступица:}

_{внутренний диаметр: d = d3 = 65 мм;}

_{наружный диаметр: dст = 1,55d = 1,55∙65 = 100,8 мм;}

_{толщина: δст = 0,3d = 0,3∙65 = 20 мм;}

_{длина: lст = (1…1,5)d = (1…1,5)∙65 = 65…97,5 = 70 мм;}

_{3) диск:}

_{толщина: С ≥ 0,25b2, С = 0,25∙ 50 = 13 мм;}

_{радиус закруглений: R = 10 мм;}

_{уклон: γ = 7°;}

_{отверстия: d0 = 25 мм [1].}

Рис. 9. Конструкция червячного колеса

8.2. Выбор муфты

Для соединения выходного конца тихоходного вала с редуктора и приводного вала рабочей машины применена муфта с торообразной оболочкой. Эта муфта обладает достаточной податливостью, позволяющей компенсировать значительную несоосность валов.

Материал полумуфт – сталь Ст3 (ГОСТ 380 – 71); материал упругой оболочки – резина с пределом прочности при разрыве не менее 10 Н/мм².

Основной характеристикой для выбора муфты является номинальный вращающий момент Т, установленный стандартом [табл. К25, 1].

Муфта выбирается по большему диаметру концов соединяемых валов и расчетному моменту Т_р, который должен быть в пределах номинального:

T_p = K_pT₂ ≤ T,

где К_р = 1,4 – коэффициент режима нагрузки;

T_p =1,4∙353 = 494 Н∙м.

Таким образом, выбираем муфту 500 – 1 – 45 – 1 – У2 ГОСТ 20884-82 с номинальным вращающим моментом Т = 500 Н∙м.