Расчет соединений
5.1 Расчет шпонок
Расчетную длину шпонок lр определяют из условия прочности на смятие:
k – глубина врезания шпонки в ступицу
при
при
(неподвижное
соединение, сталь 45) (табл. 6.1 [2])
Полная длина шпонки:
Рис. 16 Расчетная схема шпонки
Шпонка на быстроходном валу
сечение шпонки
глубина паза
вала
ступицы
выбирается длина
Шпонка на тихоходном валу под колесом
сечение шпонки
глубина паза
вала
ступицы
выбирается длина
Шпонка на выходном конце тихоходного вала
сечение шпонки
глубина паза
вала
ступицы
выбирается длина
На срез шпонки не проверяют, так как их форма обеспечивает большую прочность на срез по сравнению с прочностью на смятие.
Расчет подшипников
Радиальную реакцию подшипника считают приложенной к оси вала в точке пересечения с ней нормали, проведенной через середину контактной площадки. Для радиальных подшипников эта точка расположена на середине ширины подшипника. Для радиально-упорных подшипников расстояние «а» между этой точкой и торцом подшипника может быть определено графически или аналитически.
1 – Шестерня конической передачи
2 – Колесо конической передачи
Рис. 17 Радиальная точка приложения конического роликового подшипника
6.1 Определение реакций в подшипниках на быстроходном валу
Силы, действующие в зубчатой передаче:
-
окружная сила
-
радиальная сила
-
осевая сила
-
консольная сила
-
средний
диаметр шестерни
Радиальные реакции
Вертикальная плоскость (без действия консольной силы)
Горизонтальная плоскость (без действия консольной силы)
Суммарная реакция (без действия консольной силы)
Рис. 18 Расчетная схема быстроходного вала
Прикладываем консольную силу в направлении, противоположном действию наибольшей силы (для получения наибольшей реакции в опоре).
Максимальная сила в наименее нагруженной опоре
Осевые реакции
По табл. 7.4 [1]:
Расчет подшипников быстроходного вала на динамическую грузоподъемность
Частота вращения вала больше 10 мин-1, поэтому подшипники рассчитывают на динамическую грузоподъемность. Подбор выполняют по наиболее нагруженной опоре. Иногда из соотношения радиальных и осевых сил нельзя заранее с уверенностью сказать, какая опора более нагружена. Тогда расчет ведут параллельно для обеих опор до получения значений эквивалентных нагрузок, по которым и определяют более нагруженную опору.
1-й подшипник наиболее нагружен
Для
подшипников, работающих при типовых
режимах нагружения, расчет удобно вести
с помощью коэффициента эквивалентности
.
(4-й
тип нагружения)
Н
Н
Параметр
осевого нагружения:
Сравнивают
отношение
и e.
Следовательно, X
= 1,
V – коэффициент вращения кольца. V = 1 при вращении внутреннего кольца подшипника относительно направления радиальной нагрузки.
Вычисляют эквивалентную динамическую нагрузку:
– коэффициент
безопасности зубчатых передач, редукторов
всех типов
-
коэффициент, зависящий от рабочей
температуры (при температуре ниже 100о
С)
Определяют скорректированный по уровню надежности и условиям применения расчетный ресурс (долговечность) подшипника, ч:
C – базовая динамическая грузоподъемность
P – эквивалентная динамическая нагрузка
K = 10/3 – показатель степени для роликовых подшипников
n – частота вращения кольца
-
коэффициент долговечности в функции
необходимой надежности. (вероятность
безотказной работы 90 %)
=
0,5…0,6 – коэффициент, характеризующий
совместное влияние на долговечность
особых свойств металл деталей подшипника
и условий его эксплуатации (для
роликоподшипников)
Оценивают пригодность намеченного типоразмера подшипника. Подшипник пригоден, если расчетный ресурс больше или равен требуемому:
Подшипник пригоден.