5.3. Проверочный расчет подшипников на долговечность.

Проверочный расчет ведем по динамической грузоподъемности для предотвращения усталостного контактного выкрашивания тел и дорожек качения.

Радиально-упорные конические роликовые подшипники входного вала 7209А, С = 62,7 кН,С₀ = 50 кН,e= 0,37,Y= 1,5.

Находим силы действующие подшипники (рис.5.2): F_a = 3270H;R_A= = 2683,9 Н;R_B = 5745,9 Н.

Вычисляем осевые составляющие реакций опор от действия радиальных сил, которые зависят от угла контакта  /2/ (см.с.186):

Рис. 5.2

S₁ = 0,83eR_B = 0,830,375745,9 = 1573,8 Н

S₂ = 0,83eR_A = 0,830,372683,9 = 735,1

S₁> S₂

Следовательно, /1/ (стр. 87):

F_a1 = S₁ = 1573,8 H

F_a2 = S₁ + F_a = 1573,8 + 3270 = 4843,8 H

Определяем соотношение и сравниваем его се.

где V – коэффициент вращения (при вращении внутреннего кольца V=1).

;

Принимаем Х = 1, Y = 0.

Принимаем Х = 0,4, Y = 1,5.

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку по формуле /1/ (см. с. 84):

P = (XRV + YF_a ) K_ K_T, (5.9)

гдеK_ – коэффициент безопасности, K_=1;

K_T – температурный коэффициент (K_Т = 1 при температуре подшипника менее 100⁰С,).

P_а = 5745,9·1·1·1 = 5745,9 Н,

P_b = (0,4·2683,9·1 + 1,5·4843,8) ·1·1 = 8339,3 Н.

Для дальнейших расчетов принимаем большее значение, т.е. P_b.

Вычисляем требуемую динамическую грузоподъемность подшипника /1/ (см.с. 84):

, (5.10)

Н

Полученная динамическая грузоподъемность подшипника находится в пределах допускаемых значений

Радиально-упорные конические роликовые подшипники выходного вала 7311, С = 65 кН, С₀ = 46 кН, e = 0,36, Y = 1,6.

Находим силы действующие на подшипники (рис. 5.3): F_a = 490 H; R_С = 2014 Н; R_D = 2228,4 Н

Вычисляем осевые составляющие реакций опор от действия радиальных сил:

S₁= 0,83e R_С = 0,830,362014 = 601,8 Н

S₂= 0,83e R_D = 0,830,362228,4 = 665,8 Н

S₁< S₂

Следовательно:

F_a1=S₁ – F_a =601,8 – 490 = 118,1H

F_a2=S₂ = 665,8 H

Определяем ;

Принимаем Х = 1, Y = 0.

Принимаем Х = 1, Y = 0.

P_c = 2014·1·1·1 = 2014 Н,

P_d = 2228,4·1 ·1·1 = 2228,4 Н.

Для дальнейших расчетов принимаем большее значение, т.е. P_d.

Вычисляем требуемую динамическую грузоподъемность подшипника:

Н

Полученная динамическая грузоподъемность подшипника находится в пределах допускаемых значений

5.4. Проверочный расчет шпонок.

Зубчатые колеса, шкивы, звездочки и другие детали крепятся на валах с помощью шпоночных соединений, предназначенных для передачи крутящих моментов.

В редукторах общего назначения из-за простоты конструкции, сравнительно низкой стоимости и удобства сборки и разборки широко применяются соединения призматическими шпонками (см. рис. 5.5).

Рис. 5.5 Соединение призматической шпонкой.

Сечение шпонки выбирают в зависимости от диаметра вала. Длину шпонки принимают по длине ступицы с округлением в меньшую сторону до стандартной:

, (5.11)

где l_ш– длина шпонки (мм);

l_ст– длина ступицы (мм).

Шпонка под ведомый шкив клиноременной передачи: l_ш= 40 мм,b= 10 мм,h= 8 мм,t₁= 5,0 мм,t₂=  3,3 мм.

Шпонка на шестерне закрытой конической передачи: l_ш= 40 мм,b= 10 мм,h= 8 мм,t₁= 5,0 мм,t₂=  3,3 мм.

Шпонка на колесе закрытой конической передачи: l_ш= 60 мм,b= 18 мм,h= 11 мм,t₁= 7,5 мм,t₂= 4,4 мм.

Шпонка под ступицу муфты: l_ш= 56 мм,b= 14 мм,h= 9 мм,t₁= 5,5 мм,t₂= = 3,8 мм.

Шпонки рассчитываются на смятие по формуле: /2/ (см.с.94):

(5.12)

где σ_см – напряжение смятия (МПа);

T– крутящий момент на валу (Н∙мм);

d– диаметр вала вместе посадки шпонки (мм);

l_р– рабочая длина шпонки (мм):l_р =l–bмм;

h,t₁– параметры шпонки смотри рис. 5.5, (мм);

[σ_см] – допускаемое напряжение смятия, 170 МПа.

Шпонка под ведомый шкив клиноременной передачи:

МПа.

Шпонка на шестерне закрытой конической передачи:

МПа.

Шпонка на колесе редуктора:

МПа.

Шпонка под полумуфту:

МПа.