4.11. Проверочный расчет валов

Схема нагружения валов редуктора:

Вращение электродвигателя выбираем в соответствии с направлением вращения приводного вала рабочего органа привода. Окружную силу на шестерне F_t1 направляем противоположно направлению вращения вал, а на колесе – по направлению. Силу от ременной передачи направляется в зависимости от расположения.

Входной вал:

Исходные данные:

Fa =7105,89 Н L1 =0,15 мм

Fr =2586,329Н L2 =0,18 мм

Ft =1638 Н L3=0,21мм

Fв =1205,1Н dw1=o,125мм

Расчеты :

Горизонтальная плоскость:

0<X<0,26 M₁(X=0)=0

M₁(X=0,26)=-R_В^x· X=-2332,46·0,26=-489,82 H·м

0< X<0,18 M₁(X=0)=0

M₁(X=0,18)=-R_A^x· X=-253,9·0,18=-45,702H·м

∑М_А^y=0

F_t1·l₂-R_B^y(l₂+l₃)+ F_в· l₁ =0

R_В^y= (1638·0,18+1205,1·0.15)/0,39=1219,5H

∑М_B^y=0

-F_t1·l₃- R_A^y (l₂+l₃ )+F_в( l₁+l₂+l₃ )=0

R_A^y= ( -1638 ·0,21+1205,1·(0,18+0,15+0,21)=786,6 H

∑F_У=0

R_A^У- R_B^У- F_В +F_t1 =0

786,6-1219,5-1205,1+1638=0

Проверка сошлась.

Вертикальная плоскость:

0<X<0,21 M₁(X=0)=0

M₁(X=0,21)=-R_В^y· X=-1219,5·0,21=-256,095 H·м

0,21<X<0,39 M₂(X=0)=0

M₂(X=0,21)=-R_В^y· X+ F_t1·(X-0,21)=-1219,5·0,21=-256,095 H·м

0<X<0,15 M₃(X=0)=0

M₁(X=0,15)=- F_в · X=-1205,1·0,15=-180,765 H·м

Строят эпюру крутящего момента для вала(рис.)

Определяют суммарные радиальные реакции опор вала:

R_A=√(R_A^x)²+(R_A^y)², где R_A^x и R_A^y-соответственно реакции в опоре А в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

R_A=√(253,9)²+(786,6)²=826,56 H

R_B=√(R_B^x)²+(R_B^y)²=√(2332,46)²+(1219,5)²=2632,03H

Определяют суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях вала:

М=√М_В²+М_Г²,

где М_В и М_Г- соответственно изгибающие моменты в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

М_с=√256,1²+489,82 ²=552,71Н∙м

Строят эпюру крутящего момента для вала:

4.12. Проверочный расчет подшипников на долговечность

Существует два вида расчетов подшипников качения:

1. по статической грузоподъемности для предотвращения пластических деформаций тел и доожек качения. Расчет выполняют при частоте вращения n<1 мин^-1;

2. по динамической грузоподъемности для предотвращения усталостного контактного выкрашивания тел и дорожек качения. Расчет выполняется при n>1 мин^-1.

Радиально-упорные роликовые подшипники:

Находим силы действующие на подшипник:

F_a=7015,8883 H

Н

Н

По каталогу [1,табл 3] находим коэффициент е:

е=0.19

Вычисляем осевые составляющие реакций опор от действия радиальных сил, которые зависят от угла контакта .

S₁=0,83۬۰eR_A=0,83۰0.190,8266=0.157

S₂=0,83eR_B=0,83۰0.20,2632=0,526

Определяем соотношение и сравниваем его с е. При этом, если соблюдается условие , то Х=1, Y=0; если , то Х=0.4, а Y находят по каталогу [1] стр144.

следовательно Х=0.56, Y=2.30.

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку:

где R – радиальная нагрузка, действующая на подшипник

V – коэффициент вращения. При вращении внутреннего кольца V=1.

K_ - коэффициент безопасности. K_ = 1.1 ( [1], табл 3.4)

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

Вычисляем требуемую динамическую грузоподъемность подшипника

=3,91 ([1], табл 11.2)

Для колеса роликовые конические подшипники:

Находим силы действующие на подшипник:

F_a=1441.4 H

Н

Н

Находим коэффициент е для подшипника

е=0.322

Вычисляем осевые составляющие реакций опор от действия радиальных сил, которые зависят от угла контакта ( [1],стр140).

S₁=0,83eR_A=0,830,33212203=3261

S₂=0,83eR_B=0,830,33210233=2734

S₁> S₂

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку:

(4.10)

где R – радиальная нагрузка, действующая на подшипник

V – коэффициент вращения. При вращении внутреннего кольца V=1.

K_ - коэффициент безопасности. K_ = 1.1 (стр. 140[1])

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

Вычисляем требуемую динамическую грузоподъемность подшипника

=2.47