Эскиз быстроходного вала

6.3.Расчет тихоходного вала Выбор материала вала редуктора.

Для среднего вала редуктора выбираем материал Сталь 45 по ГОСТ 1050-88. ТО – улучшение.

Определим диаметр выходного конца вала, мм

M =1930,2 Нм

N=32 кВТ

n об/мин

b мм

-угол закручивания на 1 метр длины вала

мм

Принимаем мм по ГОСТ 12081-72 и устанавливаем подшипник шариковый радиальный однорядный №215 ГОСТ 8338-87

Размеры подшипника: D = 130 мм – наружный диаметр подшипника,

В = 25 мм – ширина подшипника,

С=51,90 кН – динамическая грузоподъемность,

Со=41,90 кН – статическая грузоподъемность.

По наружному диаметру подшипника выбираем сквозную крышку

ГОСТ 18512-73 и манжетное уплотнение

Между подшипником и шестерней устанавливаем мазеудерживающее кольцо.

Длина выходного конца вала L=0.5 =72 мм

Выбираем шпонку из качественно стали в соответствии с ГОСТ23360-78.

D=75 b=20; h=12; t=7,5

Проверяем выбранную шпонку по напряжению смятия для

Расчётная длина ступицы

Примем размер ступицы=82 мм

Расчётная длина шпонки

Условие выполняется, следовательно выбор шпонки верен

Следующим конструктивным элементом вала назначаем буртик

диаметром 95 мм.

Оставшуюся часть вала конструируем в обратной последовательности, т.е. мазе удерживающее кольцо, подшипник и глухая крышка.

Составляем расчётную схему нагружения вала. Разложим нагрузки на вал по двум взаимно перпендикулярным плоскостям ZOY и XOY. Из условия равновесия системы определяем опорные реакции и сумму их абсолютных величин, а также суммарную величину усилий, действующих вдоль оси вала и внешних поперечных нагрузок.

Н

Н

мм

Эпюра тихоходного вала

Рис(6.3)

Проверка:

Н*мм

Определяем суммарные реакции опор

Проверим жёсткость вала по прогибу f, мм.

,

l = 341 мм

мм⁴,

[f] – допускаемый прогиб, ,

где m – нормальный модуль, m=3

;[f]=0.01-0.09

мм

f<[f]

Проверим жёсткость вала по углу закручивания ₀ на 1 м длины вала.

,

мм⁴,

- допускаемый угол закручивания на 1 м длины вала.

φ₀<[φ]₀

Вычисляем критерий необходимости статического расчёта Кс.

,

σ_Т = 440 МПа,

L=222 мм

Pсум=5224 Н

r=d/2=324/2=162 мм.

Сравним полученное значение с минимально допустимой величиной запаса прочности по пределу текучести n_Tmin и с критерием необходимости расчёта на выносливость Кв.

При , n_Тmin=1.2

т.к К_с n_Тmin, то статическая прочность и выносливость вала обеспеченны.

Эскиз тихоходного вала

7. Выбор и расчет долговечности подшипников

Расчёт на долговечность выполняем в соответствии с ГОСТ 18855-73.

7.1 Средний вал

Выбираем подшипник шариковый радиальный однорядный №210 ГОСТ 8338-75, который имеет следующие параметры:

D = 90 мм – наружный диаметр подшипника,

B = 20 мм – ширина подшипника,

С = 27500 Н – динамическая грузоподъёмность,

С_о = 20200Н – статическая грузоподъёмность.

Определим вспомогательный коэффициент е, коэффициент радиальной Х и осевой У нагрузок.

V=1 - коэффициент вращения подшипника

Определим вспомогательный коэффициент е, коэффициент радиальной Х и

осевой У нагрузок.

X = 0,4, Y=0,4⋅ctg(β)=0,4⋅ctg(10,3)=2,37 (7.1)

Определяем эквивалентную нагрузку Р более нагруженной опоры вала

P=(X⋅V⋅Ra⋅Y⋅Fa)⋅Kσ⋅KT , (7.2)

Кσ – коэффициент безопасности, Кσ = 1

Кt – температурный коэффициент, Кt = 1,

P=(0,4⋅1⋅2303*2,37*1070)⋅1⋅1=985,6H

Вычисляем долговечность подшипника в часах с вероятностью его

безотказной работы 90% по формуле:

, (7.3)

часов

Т=28800 ч

Lh≥T

(7.4)

Процент вероятности безотказной работы подшипника S=95%