1.3 Выбор типа подшипников

П одбор подшипника для быстроходного вала с диаметром вала под подшипник d_п = 45 мм.

Рисунок 1 – Подшипник качения

Выбираем согласно табл. 24.10 [2, c. 417] подшипник средней серии.

Маркировка: 309

Грузоподъемность: С_r = 52,7 кH, С_or = 30 кН

Внутренний диаметр подшипника: d = 35 мм

Внешний диаметр подшипника: D = 100 мм

Ширина подшипника: В = 25 мм

Фаска: r = 2,5 мм

Подбор подшипника для промежуточного вала диаметром под подшипник

d = 45 мм.

Маркировка: 309

Грузоподъемность: С_r = 52,7 кH, С_or = 30 кН

Внутренний диаметр подшипника: d = 35 мм

Внешний диаметр подшипника: D = 100 мм

Ширина подшипника: В = 25 мм

Фаска: r = 2,5 мм

Подбор подшипника для тихоходного вала диаметром под подшипник d = 70 мм.

Маркировка: 314

Грузоподъемность: С_r = 104 кH, С_or = 63 кН

Внутренний диаметр подшипника: d = 70 мм

Внешний диаметр подшипника: D = 150 мм

Ширина подшипника: В = 35 мм

Фаска: r = 3,5 мм

2. Расчет промежуточного вала на усталостную прочность.

2.1 Определение усилий, действующих на вал.

Усилие, действующее на колесо промежуточного вала

F_t2 = 2∙T_2Б/d_w2, (8)

где T_2Б – момент на колесе;

d_w2 – диаметр начальной окружности;

F_t2 = 2∙507,8/211,36 = 4,81 кН.

Радиальное усилие на колесе промежуточного вала

F_r2 = F_t2∙tg α / cos β, (9)

где α – угол исходного контура;

α = 20º;

β – угол наклона линий зуба к оси;

β = 14,07º;

F_r2 = 4,81∙tg 20º / cos 14,07º = 1,8 кН.

Осевое усилие, действующее на колесо промежуточного вала

F_a2 = F_t2∙tg α, (10)

F_а2 = 4,81∙tg 14,07º = 1,21 кН.

Усилие, действующее на шестерню промежуточного вала определим по формуле

F_t1 = 2∙T_1Т/d_w1,

где T_1Т – вращающий момент на шестерне промежуточного вала, Н∙м

d_w1 – диаметр начальной окружности шестерни промежуточного вала, мм

F_t1 = 2∙502,7/72,4 = 13,9 кН.

Радиальное усилие на шестерне промежуточного вала

F_r1 = F_t1∙tg α / cos β,

F_r1 = 13,9∙tg 20º/ cos 0º = 5,06 кН.

Осевое усилие, действующее на шестерне промежуточного вала

F_a1 = F_t1∙tg β,

F_а1 = 13,9 ∙ tg 0º = 0 кН.

Изгибающий момент при перемене осевой силы на ось вала

Т_изг= F_a2·d_w2 / 2, (11)

Т_изг= 1,21·211,36 / 2 = 127,87 Н∙м.

Крутящий момент на промежуточном валу будет равным вращающему моменту на колесе быстроходной ступени

Т_кр = Т_2Б = 507,8 Н∙м.

2.2 Расчетная схема для промежуточного вала

а - расчетная схема вала, б - схема нагружения крутящими моментами, в - эпюра крутящих моментов, г - схема нагружения в вертикальной плоскости, д -эпюра изгибающих моментов в вертикальной плоскости, е - схема нагружения в горизонтальной плоскости, ж - эпюра изгибающих моментов в горизонтальной плоскости, з - суммарная эпюра изгибающих моментов.

Рисунок 2 - Расчетная схема для промежуточного вала

Определим расстояния l₁, l₂, l₃:

l₁ = 0,5∙В + 2 + а + 0,5∙L_ст.б,

где В – ширина подшипника, мм;

В = 25 мм;

а – зазор между корпусом и зубчатыми колесами, мм;

а = 11 мм;

L_ст.б – длина ступицы колеса быстроходной ступени, мм;

L_ст.б = 60 мм;

l₁ = 0,5∙25 + 2 + 11 + 0,5∙60 = 55,5 мм;

l₂ = 0,5∙В + 2 + а + L_ст.б + с + 0,5∙ L_ст.т,

где L_ст.т – длина ступицы колеса тихоходной ступени, мм;

L_ст.т = 80 мм;

с – расстояние между торцами колес, мм;

с = 4 мм;

l₂ = 0,5∙25 + 2 + 11 + 60 + 4 + 0,5∙ 80 = 129,5 мм;

l₃ = 0,5∙В + 2 + а + L_ст.б + с + L_ст.т + а + 2 + 0,5∙В;

l₃ = 0,5∙25 + 2 + 11 + 60 + 4 + 80 + 11 + 2 + 0,5∙25 = 195 мм.