6. Расчетная схема валов редуктора

Схема нагружения быстроходного вала

Рис. 8.1 Расчетная схема быстроходного вала.

Горизонтальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры А

m_A = 95F_t – 190B_X + F_м100 = 0

Отсюда находим реакцию опоры В в плоскости XOZ

B_X =(588·95 + 383·100)/190 = 496 H

Реакция опоры А в плоскости XOZ

A_X = B_X + F_М – F_t = 496 + 383 – 588 = 291 H

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

M_X1 = 496·95 = 47,1 Н·м

M_X2 = 383·100= 38,3 Н·м

Вертикальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры А

m_A = 95F_r –190B_Y – F_a1d₁/2 = 0

Отсюда находим реакцию опор A и В в плоскости YOZ

B_Y = (1562·95 –4290·50,0/2)/190 = 217 H

A_Y = F_r – B_Y =1562 – 217 =1345 H

Изгибающие моменты в плоскости YOZ

M_Y = 217·95 = 20,6 Н·м

M_Y =1345·95 = 127,8 Н·м

Суммарные реакции опор:

А = (А_Х² + А_Y²)^0,5 = (291² +1345²)^0,5 =1376 H

B= (B_Х² + B_Y²)^0,5 = (496² + 217²)^0,5 = 541 H

Схема нагружения тихоходного вала

Рис. 8.2 Расчетная схема тихоходного вала.

Горизонтальная плоскость:

m_A = F_t3216 – D_x108 + F_t2 54 = 0;

D_х = (7660216 + 429054)/108 =17465 Н;

C_х = D_x – F_t3 – F_t2 =17465 – 7660 – 4290 = 5515 Н;

Изгибающие моменты:

М_х1 = 551554 = 297,8 Нм;

М_х2 = 7660108= 827,3 Нм.

Вертикальная плоскость:

m_A = F_r2 54 + D_y108 – F_a2d₂/2 – F_r3216 = 0

D_y= (2788216 –156254 – 588200,0/2)/108 = 4251 Н

C_y= F_r2+ D_y – F_r3 =1562+4251 –2788 = 3025 Н

М_y1 = 302554 =163,3 Нм;

М_y2 = 2788108= 301,1 Нм;

М_y3 = 2788162 – 425154 =222,1 Нм;

Суммарные реакции опор:

C = (C_x² +C_y²)^0,5 = (5515²+3025²)^0,5 = 6290 H,

D = (17465²+4251²)^0,5 =17975 H,

9 Проверочный расчет подшипников

9.1 Быстроходный вал

Эквивалентная нагрузка

P = (XVF_r + YF_a)K_бК_Т

где Х – коэффициент радиальной нагрузки;

Y – коэффициент осевой нагрузки;

V = 1 – вращается внутреннее кольцо;

F_r – радиальная нагрузка;

Y – коэффициент осевой нагрузки;

F_a – осевая нагрузка;

K_б = 1,5 – коэффициент безопасности при нагрузке с умеренными

толчками [1c214];

К_Т = 1 – температурный коэффициент.

Осевые составляющие реакций опор:

S_A = 0,83eA = 0,830,7861376= 898 H,

S_B = 0,83eB = 0,830,786541 = 353 H.

Результирующие осевые нагрузки:

F_aA = S_А = 898 H,

F_aВ = S_А+F_a =898 +4290 = 5188 H,

Проверяем наиболее нагруженный подшипник В.

Отношение F_a/F_r = 5188/541 =9,6 > e, следовательно Х=0,4; Y=0,763.

Р = (0,41,0541 +0,7635188)1,51,0 = 6262 Н.

Требуемая грузоподъемность подшипника

С_тр = Р(573L/10⁶)^0,3 =

= 6262(57397,912500/10⁶)^0,3 = 44,7 кH < C= 48,4 кН

Условие С_тр < C выполняется.

Расчетная долговечность подшипников

= 10⁶(48,410³ /6262)^3,333/60935 = 16262 часов,

больше ресурса работы привода, равного 12500 часов.

9.2 Тихоходный вал

Эквивалентная нагрузка

Осевые составляющие реакций опор:

S_C = 0,83eC = 0,830,3606290 = 1879 H,

S_D = 0,83eD = 0,830,36017975 = 5371 H.

Результирующие осевые нагрузки:

F_aC = S_C =1879 H,

F_aD = S_C + F_a =1879+ 588 = 2467 H.

Проверяем наиболее нагруженный подшипник D.

Отношение F_a/F_r= 2467/17975 = 0,14 < e, следовательно Х=1,0; Y=0.

Р = (1,01,017975+0)1,51,0 =26963 Н.

Требуемая грузоподъемность подшипника:

С_тр = Р(573L/10⁶)^0,3 =

=26963(5732,4112500/10⁶)^0,3 = 63,4 кH < C = 80,0 кН

Условие С_тр < C выполняется.

Расчетная долговечность подшипников

= 10⁶(80,010³ /26963)^3,3333/6023 = 27188 часов,

больше ресурса работы привода, равного 12500 часов.