4.4. Предварительный выбор подшипников

Так как передача цилиндрическая прямозубая с межосевым расстоянием , то выбираем шариковые радиальные однорядные подшипники легкой серии.

Для быстроходного вала выберем подшипники ГОСТ 8338 – 75 с обозначением 209

Для тихоходного вала выберем подшипники ГОСТ 8338 -75 с обозначением 211

Материал валов. Размеры ступеней. Подшипники.

Вал (материал- сталь 45)	Размеры ступени, мм					Подшипники
	d1	d2	d3	d4			Динамическая Грузоподъемность Сr, кН	Статическаягрузоподъемность Сor, кН
Быстроходный	38	45	56	45			33,2	18,6
	57	67	80	19
Тихоходный	48	55	65	55			43,6	25

4.5. Проверочный расчет подшипников.

Пригодность подшипников определяется сопоставлением расчетной динамической грузоподъемности , Н, с базовой, Н, или базовой долговечности, ч, с требуемой, ч, по условиям

или .

Расчетная динамическая грузоподъемность , Н, и базовая долговечность, ч, определяются по формулам:

,

где – эквивалентная динамическая нагрузка, Н (1/табл.9.1);

– показатель степени,, т.к. используются роликовые подшипники;

– коэффициент надежности. При безотказной работе;

–коэффициент, учитывающий качество влияние качества подшипника и качества его эксплуатации, - для роликовых конических;

–частота вращения внутреннего кольца подшипника соответствующего вала, об/мин (табл.1);

Быстроходный вал:

Подшипник 209 ГОСТ 8338 – 75:

Определяем осевые составляющие радиальных нагрузок:

По табл. 9.6. определяем осевые нагрузки подшипников.

По соотношениям ивыбираем соответствующие формулы для определенияR_E;

Определяем динамическую грузоподъемность по большей эквивалентной нагрузке R_E;

Подшипники 209 ГОСТ 8338 – 75 пригодны для работы на быстроходном валу.

Определяем долговечность подшипника:

Тихоходный вал:

Подшипник 211 ГОСТ 8338 - 75:

Определяем осевые составляющие радиальных нагрузок:

По табл. 9.6. определяем осевые нагрузки подшипников.

По соотношениям ивыбираем соответствующие формулы для определенияR_E;

Определяем динамическую грузоподъемность по большей эквивалентной нагрузке R_E;

Подшипники 211 ГОСТ 8338 – 75 пригодны для работы на быстроходном валу.

Определяем долговечность подшипника:

4.6.Проверочный расчет валов.

Цель расчета – определить коэффициенты запаса прочности в опасных сечениях вала и сравнить их с допускаемыми:

,

где [s] = 1,3…1,5 при высокой достоверности расчета.

Опасные сечения вала.

Намечаются два опасных сечения: на быстроходном на 2-й ступени и на тихоходном, на 2-й ступени.

Определение источников концентрации напряжений в опасных сечениях.

Опасное сечение 2-й ступени быстроходного вала определяет концентратор напряжений – посадка подшипника с натягом. Концентрация напряжений на 2-й ступени тихоходного вала определяется посадкой колеса шпоночным пазом.

Расчет валов на усталостную прочность:

Определение напряжений в опасных сечениях вала, .

Нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, при котором амплитуда напряжений равна расчетным напряжениям изгиба:

,

где – суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении, Н·м;

–осевой момент сопротивления сечения вала, мм³.

Касательные напряжения изменяются по нулевому циклу, при котором амплитуда цикла равна половине расчетных напряжений кручения:

,

где – крутящий момент Н·м;

–полярный момент инерции сопротивления сечения вала, мм³.

Для 2-й ступени быстроходного вала:

Для 2-й ступени тихоходного вала:

Определение коэффициентов концентрации нормальных и касательных напряжений.

где и- эффективные коэффициенты концентрации напряжений (1/табл.11.2);- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения (1/табл.11.3);

- коэффициент влияния шероховатости (1/табл.11.4);

- коэффициент влияния поверхностного упрочнения (1/табл.11.5).

Для валов без поверхностного упрочнения:

2-я ступень быстроходного вала:

Для посадки подшипника с натягом:

;

2-я ступень тихоходного вала:

Для шпоночного паза, выполненного концевой фрезой:

Определение пределов выносливости в расчетном сечении вала.

где и– пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения,.

2-я ступень быстроходного вала:

2-я ступень тихоходного вала:

Определение коэффициентов запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.

2-я ступень быстроходного вала:

2-я ступень тихоходного вала:

Определение общего коэффициента запаса прочности в опасных сечениях.

2-я ступень быстроходного вала:

2-я ступень тихоходного вала: