4 Подбор и расчет шпонок и подшипников
4.1 Подбор и расчет на смятие шпонок
Для
соединения валов с деталями, передающими
вращение, обычно применяются призматические
шпонки из стали, имеющей
МПа,
например, из стали 45, Ст 6.
Призматические шпонки рассчитываются на смятие по формуле
,
(4.1)
где – диаметр вала в месте установки шпонки, мм;
– высота
шпонки, мм;
– глубина
паза вала, мм;
– ширина
шпонки, мм;
МПа
– допускаемое напряжение смятия при
стальной ступице и спокойной нагрузке.
Шпонки стандартизованы и выбираются в зависимости от диаметра вала по ГОСТ 23360 - 78.
Рассмотрим пример (рис. 4.1).
На первом валу применяем шпонку в месте посадки муфты.
Для
нашего вала с
мм
выбираем шпонку со следующими параметрами:
мм;
мм,
мм.
Проверяем на смятие по формуле (5.1)
Условие выполняется.
На
втором валу
применяем шпонку для соединения с
зубчатым колесом. Для данного диаметра
мм
выбираем шпонку со следующими параметрами:
мм;
мм,
мм.
Проверяем на смятие:
Условие выполняется.
На третьем валу выбираем шпонку под колесо. Для мм шпонка мм; мм, мм.
Проверяем на смятие:
Условие выполняется.
На
третьем валу выбираем шпонку под
звёздочку. Для
мм
шпонка
мм;
мм,
мм,
2 шпонки под углом 180˚.
Проверяем на смятие:
Условие выполняется.
4.2 Подбор и расчет подшипников
Для первого вала (рис. 4.1) подбираем подшипники по более нагруженной опоре, для чего определяем суммарные реакции опор:
Н
Н
Опора
более нагружена. Предварительно
намечаем для установки на валу
радиально-упорные роликовые подшипники
средней серии 6007 (ГОСТ 333-79) со следующими
параметрами:
внутренний диаметр
мм, наружный
диаметр
мм,
толщина Т=14 мм,
кН
и
кН.
Эквивалентная нагрузка определяется по формуле:
,
(4.2)
где
- коэффициент вращения, если относительно
нагрузки вращается внутреннее кольцо
подшипника, то
;
-
коэффициент безопасности, который
зависит от характера нагрузки, для
приводов ленточных конвейеров
;
-
температурный коэффициент, который для
рассматриваемого случая можно принять
,
т.к. температура работы подшипников
ниже
С.
Рассчитаем коэффициенты радиальной и осевой сил для каждой из опор.
Отношение
– этой величине соответствует
.
Отношение
и
.
Отсюда,
Н.
Расчетная долговечность
млн.об.
(4.3)
млн.об.
Расчетная долговечность
часов,
(4.4)
часов,
что больше установленной по ГОСТ 16162 – 85.
Второй вал.
Определяем суммарные реакции опор:
Н
Н
Опора
более нагружена. Предварительно
намечаем для установки на валу
радиально-упорные роликовые подшипники
средней серии 6207 (ГОСТ 333-79) со следующими
параметрами:
внутренний диаметр
мм, наружный
диаметр
мм,
толщина
мм,
кН
и
кН.
Эквивалентную нагрузку определяем по формуле (5.2).
Н.
Расчетную долговечность определяем по формуле (5.3)
млн.об.
Расчетную долговечность определяем по формуле (5.4)
часов,
что больше установленной по ГОСТ 16162 – 85.
Третий вал.
Определяем суммарные реакции опор:
Н
Н
Опора
более нагружена. Предварительно
намечаем для установки на валу
радиально-упорные роликовые подшипники
средней серии 6307 (ГОСТ 333-79) со следующими
параметрами:
внутренний диаметр
мм,
наружный диаметр
мм,
ширина
мм,
кН
и
кН.
Эквивалентная нагрузка определяется по формуле (5.2).
Н.
Расчетная долговечность, млн.об. определяется по формуле (5.3)
млн.об.
Расчетная долговечность определяется по формуле (5.4)
часов,
что больше установленной по ГОСТ 16162 – 85.