7 Расчет соединений
7.1 Шпоночное соединение на примере шпонок тихоходного вала
Расчетную длину шпонок lр определяют из условия прочности на смятие:
k – глубина врезания шпонки в ступицу (стр. 65 [3])
при
при
(неподвижное
соединение, сталь улучшенная) (табл. 6.1
[3])
Полная длина шпонки:
Рис. 6 Расчетная схема шпоночного соединения
Выходной участок тихоходного вала
сечение шпонки (по табл. 24.29 [1])
глубина паза
вала
ступицы
выбирается длина
Шпонка на тихоходном валу под колесом
сечение шпонки (по табл. 24.29 [1])
глубина паза
вала
ступицы
выбирается длина
Расчет подшипников
8.1 Определение реакций в подшипниках на быстроходном валу
Определение сил в зацеплениях на быстроходном валу.
1 – шестерня быстроходной ступени
-
окружная сила
-
радиальная сила
-
осевая сила
-
начальный диаметр шестерни
-
консольная сила (таблица 1.24 [5])
Рис. 7 Расчетная схема быстроходного вала
Радиальные реакции
Вертикальная плоскость (без консольной силы)
Горизонтальная плоскость (без консольной силы)
Суммарная реакция (без консольной силы)
Консольная сила изменяет свое положение во время вращения вала. Направим консольную силу так, чтобы получать наибольшие реакции в опорах.
Максимальная реакция в первой опоре с учетом консольной силы
Максимальная реакция во второй опоре с учетом консольной силы
Осевые реакции
При
установке вала на двух радиальных
шариковых подшипников нерегулируемых
типов осевая сила
,
нагружающая подшипник, равна внешней
осевой силе
,
действующей на вал. Силу
воспринимает тот подшипник, который
ограничивает осевое перемещение вала
под действием этой силы.
8.2 Расчет подшипников быстроходного вала на динамическую грузоподъемность
Частота
вращения быстроходного вала:
Частота вращения вала больше 10 , поэтому подшипники рассчитывают на динамическую грузоподъемность. Подбор выполняют по наиболее нагруженной опоре.
1-й подшипник 209 ГОСТ 8338-75
Исходные данные (табл. 24.10 [1]):
– базовая
статическая грузоподъемность
– базовая
динамическая грузоподъемность
– внутренний диаметр подшипника
– наружный
диаметр подшипника
– диаметр
шарика
Для
подшипников, работающих при типовых
режимах нагружения, расчет удобно вести
с помощью коэффициента эквивалентности
.
(2-й
типовой режим нагружения) (глава 7.2 [1])
Н
Определяют отношение, в зависимости от которого по табл. 7.2 [1] находят значения Х, Y, e:
– коэффициент,
зависящий от геометрии подшипника и
применяемого уровня напряжения определяют
по таблице 7.3 [1] в зависимости от отношения:
– угол
контакта
– диаметр
окружности расположения центров шариков
По
таблице 7.3 [1] принимают
По таблице 7.2 [1] находят Х, Y, e
Сравнивают
отношение
и e.
V –
коэффициент вращения кольца;
– при вращении внутреннего кольца
подшипника относительно вектора
радиальной силы (стр. 115 [1])
Следовательно,
,
(стр. 115 [1])
Эквивалентная динамическая нагрузка:
– коэффициент
динамичности нагрузки (табл. 7.6 [1] –
зубчатые передачи, редукторы всех типов)
– температурный
коэффициент (стр. 115 [1])
2-й подшипник 209 ГОСТ 8338-75
(2-й типовой режим нагружения) (глава 7.2 [1])
Н
Сравнивают отношение и e.
Следовательно,
,
.
Эквивалентная динамическая нагрузка:
1-й подшипник 209 ГОСТ 8338-75 наиболее нагружен
Расчетный ресурс подшипника:
– показатель
степени для шариковых подшипников (стр.
117 [1])
-
коэффициент долговечности в функции
необходимой надежности. (вероятность
безотказной работы 90 %) (табл. 7.7 [1])
– коэффициент,
характеризующий совместное влияние на
долговечность особых свойств металл
деталей подшипника и условий его
эксплуатации (для шариковых подшипников)
(стр. 117 [1])
Подшипник пригоден, если расчетный ресурс больше или равен требуемому:
Подшипник пригоден.