Подшипники тихоходного вала (водила)
Расчетная схема
Исходные данные для расчета:
Длины
участков вала:
Моменты
на валах редуктора:
Межосевое
расстояние:
Частота
вращения вала:
Определение
реакций в опорах вала.
Сила,
действующая на вал со стороны зубчатого
зацепления:
Консольная
сила от муфты на валу:
Реакции
в опорах определяем из уравнений
статики:
Расчет
ведем по наиболее нагруженной опоре, в
нашем случае это опора 1:
Определяем
эквивалентную радиальную нагрузку:
Определяя
коэффициенты, так же как и в предыдущем
пункте, получаем:
Задаемся подшипником:
Подшипник 1000921. Параметры подшипника:
Определяем ресурс подшипника в
часах:
Эквивалентная
динамическая радиальная нагрузка
Условие
выполняется, следовательно, подшипник
удовлетворяет поставленным требованиям.
Конструирование корпусных деталей и крышек подшипников
Корпус редуктора получают методом литья из серого чугуна СЧ15.
Толщина стенки, отвечающая требованиям технологии литья, необходимой прочности и жесткости
конструкции, вычисляется по формуле:
В нашем случае:
принимаю
Конструкцию корпуса планетарного редуктора определяют расположенные в нем детали: центральное колесо, водило, сателлиты. Поэтому в поперечном сечении корпус очерчен рядом окружностей. Подъем и транспортировка собранного редуктора осуществляется за проушину в верхней части редуктора.
Крышка редуктора крепится к корпусу 6 болтами М12 с шестигранной головкой.
Крышки подшипников водила служат для закрепления наружных колец подшипников в осевом направлении. Крышки выполняются привертными, крепящимися к корпусу шестью болтами М10 с шестигранной головкой. Толщина стенок 12мм – обусловлена необходимостью установки манжетных уплотнений.
Крышка подшипника быстроходного вала крепиться к стакану 4 болтами М8 с шестигранной головкой.
Все крышки выполняются из чугуна марки СЧ15.
Расчет быстроходного вала на статическую прочность.
Вал изготовлен из стали марки 45 , со
следующими характеристиками: временное
сопротивление
предел
текучести
предел
текучести при кручении
Минимально допустимый запас прочности
по пределу текучести
Определение внутренних силовых факторов
При составлении расчетной схемы учитываем, что условная шарнирная опора для радиального подшипника расположена в середине ширины подшипника.
Горизонтальная плоскость:
Вертикальная плоскость:
Реакции от консольной силы:
Консольная сила была определена при
расчете подшипников
Эпюры внутренних силовых факторов приведены на рисунке, при этом крутящий момент численно равен вращающему:
Из рассмотрения эпюр внутренних силовых факторов и конструкции узла следует, что опасными являются сечения:
1 ,2 – места установки подшипников на вал диаметром 40мм: сечение нагружено изгибающим и крутящим моментом; концентратор напряжений – посадка внутреннего кольца подшипника на вал;
3 – место установки полумуфты на вал: сечение нагружено крутящим моментом, концентратор напряжений – шпонка призматическая по ГОСТ 23360-78 (b=6мм, h=6мм);
Определение силовых факторов для опасных сечений
Сечение 1
Изгибающие моменты:
- в плоскости XOZ
- в плоскости YOZ
Суммарный изгибающий момент:
Крутящий момент
Сечение 2
Изгибающий момент:
Крутящий момент
Сечение 3
Крутящий момент
