5.2 Проверочный расчёт по динамической грузоподъемности
Условие работоспособности подшипника по динамической грузоподъемности:
Сrp
= RE
(5.1)
где Crp - расчетное значение динамической грузоподъемности, кН;
[Cr] - допускаемое (табличное) значение динамической грузоподъемности, кН;
n2 - частота вращения выходного вала, об/мин;
t - ресурс в часах наработки;
Re - эквивалентная динамическая нагрузка;
а23 – коэффициент влияния на ресурс подшипников материала колец, тел качения и условий эксплуатации (для роликовых конических подшипников а23 = 0,6…0,7).
Эквивалентная динамическая нагрузка определяется по формуле:
Re = (V ∙ X ∙ Rr + Y ∙ Ra) ∙KБ ∙ КT, (5.2)
где V - коэффициент вращения (V = 1 при вращении внутреннего колеса подшипника);
X - коэффициент радиальной нагрузки;
Y -коэффициент осевой нагрузки;
KБ - коэффициент безопасности (выбирается по таблице 42[4] в зависимости от вида нагружения и области применения редуктора, KБ = 1,4);
KT - температурный коэффициент (выбирается по таблице 43[4],
при tº ≤ 100ºC KT = 1).
Коэффициенты радиальной и осевой нагрузок X, Y принимают в зависимости от отношения:
(5.3)
если
≤ е , принимают Х = 1 и Y
(таблицы 40 и 41 [4]);
если > е , принимают Х = 0,4, Y (таблицы 40 и 41[4]).
Для нормальной работы роликового конического подшипника необходимо, чтобы в опоре осевая сила Ra , нагружающая подшипник, была не меньше внешней осевой силы составляющей от действия радиальных нагрузок Rа, т.е. Ra ≥ Rs.
Расчет, как правило, производится для наиболее нагруженной опоры. В данном случае для опоры А, в которой RА = 945 Н.
Определяем осевые соотношения Rs от радиальных сил нагружения и суммируем с внешней осевой силой Fa.
RS = 0,83 e RA(В) = 0,83·0,38·945 = 298 H;
Rа = Rs + Fa2 = 298 + 499 = 797 H.
Условие Ra ≥ RS выполняется.
Коэффициент радиальной и осевой нагрузок для опоры А:
=
0,84 > е = 0,38.
В этом случае Х = 0,4 (таблица 41), Y = 1,56 (таблица 40 [4]).
Эквивалентная нагрузка
RЕ = (V ∙ X ∙ RА + Y ∙ Rа) ∙KБ ∙ КT = (1∙0,4 ∙ 945 + 1,56 ∙ 797)= 1621 H.
Расчетное значение динамической нагрузки
Сr = RЕ
= 16372 Н
Условие работоспособности подшипников выполняется с большим запасом, так как Сr = 16,372 кН << [Сr ] = 46,5 кН.
Определяем расчетную долговечность (ресурс) подшипника
Lh
= a23
= 687 ·103
часов
Для расчёта принято m = 3.
Роликовый конический подшипник легкой серии 7208 обеспечивает большую работоспособность заданной, так как
Lh = 687·103 > LhТР = 30000 час.
6 Расчет соединения "вал - ступица” выходного вала
Расчёт рассмотрим на примере шпоночного соединения. В передачах редукторов наиболее широкое применение находят призматические шпонки как со скругленными, так и с плоскими торцами. По условиям установки предпочтение отдают шпонкам со скругленными торцами.