5.9.3 Розрахунок підшипників вихідного валу

Вихідні дані:

Підшипник 209 по ГОСТ 8338-75(46307)

C_r = 33200 H, C_оr = 18600 H, L_зад = 11500 ч,

а₁ = 0,62 – коефіцієнт, що враховує надійність роботи підшипника при s= 0,95

а₂₃ = 0,7 – коефіцієнт, що враховує умови роботи підшипника і матеріал, з якого отримані деталі підшипника.

V = 1 – обертається внутрішнє кільце.

Визначимо радіальні навантаження під підшипником:

,

.

Визначаємо еквівалентні навантаження. Розрахунок ведемо по більш навантаженій опорі В. Осьові сили відсутні.

Х = 1 – коефіцієнт радіального навантаження,

– коефіцієнт осьового навантаження.

Тоді P_r1 – еквівалентне динамічне радіальне навантаження:

P_r1 = (XVF_R1 + YF_A1)К_БК_Т = (114508,5 + 0)1,31 = 4861,1 Н,

де К_Б = 1,3– коефіцієнт безпеки (вибирається залежно від підшипника)

КТ = 1 – коефіцієнт, що враховує температуру (t < 100º).

Визначуваний скоректований розрахунковий ресурс в годиннику (по опорі 1):

> L_зад.

Вибраний підшипник личить.

5.10 Перевірочний розрахунок з'єднань шпонкою

Розрахунком перевіряється відсутність того, що зім'яло тієї частини бічної поверхні шпонки, яка виступає над валом:

, [5, стр. 11],

де Т – момент, що обертає, Н×м,

d, h, l_p, t – розміри з'єднань шпонкою [4. табл. К42],

[σ_см] = 50…130 МПа.

Формула носить умовний характер, оскільки нерівномірність розподілу напруги того, що зім'яло по довжині і висоті шпонки, викликана погрішностями і деформаціями, а також перекосом шпонки, враховується призначенням підвищених коефіцієнтів запасу при виборі напруги, що допускається. Висота робочої ділянки шпонки може бути приблизно прийнята: k = 0.4 h.

Шпонка на валу 1 (шків):

d = 24 мм – діаметр вала; b = 8 мм – ширина шпонки;

h = 7 мм – висота шпонки; l = 40 мм довжина шпонки;

l_p = 40 – 8 = 32 мм – робоча довжина шпонки,

T = 54,05 H×м - Момент на шківу. k = 0.4 h = 0,4 х 7 = 2,8 мм.

< [σ_см] = 60 МПа.

Шпонка на валу 2(колесо):

d = 40 мм; b = 12 мм – ширина шпонки;

h = 8 мм; l = 40 мм довжина шпонки;

l_p = 40 – 12 = 28 мм – робоча довжина шпонки, Т = 165,5 Н×м.

k = 0.4 h = 0,4 х 8 = 3,2 мм.

МПа, < [σ_см] = 100 МПа.

Шпонка на валу 3(колесо):

d = 50 мм; b = 14 мм – ширина шпонки;

h = 9 мм; l = 50 мм – довжина шпонки;

l_p = 50 – 14 = 36 мм – робоча довжина шпонки, Т = 226,7 Н×м.

k = 0.4 h = 0,4 х 9 = 3,6 мм.

МПа, < [σ_см] = 100 МПа.

Шпонка на валу 3 (зірочка):

d = 40 мм; b = 12 мм – ширина шпонки;

h = 8 мм; l = 50 мм – довжина шпонки;

l_p = 50 – 12 = 38 мм – робоча довжина шпонки, Т = 223 Н×м.

k = 0.4 h = 0,4 х 8 = 3,2 мм.

МПа, < [σ_см] = 100 МПа.

6 Розрахунок болтів кріплення до фундамента

Редуктор пов'язаний з електродвигуном пасовою передачею яка передає на вхідний вал:

Р_вх=3,26 кВт Т_вх = 54,05 Нм n_зв=576 мин^-1.

Пасова передача нахилена під кутом 45^о.

На вихідному валу редуктора встановлена зірочка ланцюгової передачі, що має d₁=176,19 мм, частоту обертання n_зв=130,6 мин^-1.

Передає Р_вых=3,05 кВт. Т_вых=223 Нм

Ланцюгова передача нахилена під кутом 45^о.

Визначення силових чинників, що діють на редуктор.

Маса редуктора визначається по формулі:

G = (0,02…0,03)а × в × h = 0,025 × 26 × 30 × 52 = 1014 Н.

Момент, що крутить, на вході з врахуванням коефіцієнта перевантаження:

Напрям моменту збігається з напрямом обертання вхідного валу.

Момент, що крутить, на виході:

Напрям моменту обертання на виході протилежний з напрямом обертання зірочки.

Зусилля на ведучому валу від пасової передачі:

F_р=1185 Н.

Пасова передача знаходиться під кутом 45^о. Тоді зусилля в горизонтальній і вертикальній площинах будуть рівні.

Зусилля на веденому валу від ланцюгової передачі:

Ланцюгова передача знаходиться під кутом 45^о. Тоді зусилля в горизонтальній і вертикальній площинах будуть рівні.

Рисунок 6.1 – Схема навантаження редуктора зовнішніми силами

Рисунок 6.2 – Складення сил зсуву

Таблица 6.1 – Результати розрахунків

Силовий фактор	Похідна силового фактору	Силовий вплив на болти
		1	2	3	4
G	G=1014 Н		-253,5 H	-253,5 H	-253,5 H
T1	T1=138909 H*мм	+	347,3 H	-347,3 H	-347,3 H
T2	T2=573183 Н*мм		-1433 H	1433 H	1433 H
Пас Вертикальна площина			293,3	293,3	– 293,3
			–209,5 H	–209,5 H	–209,5 H
Горизонтальна площина			879,8 H	–879,8H	–879,8
Ланцюг Вертикальна площина			648,7	648,7	– 648,7
			463,3 H	463,3 H	463,3 H
Горизонтальна площина			648,7	– 648,7	– 648,7
		– 498,9 Н	1385,1Н	499,5 Н	–1384,5 Н

Розрахунок діаметрів болтів.

Найбільш навантаженим у з'єднанні є болт 2; За ним ведеться перевірочний розрахунок.

Підтяжка під навантаженням не передбачається. Для розрахунку приймемо: коефіцієнт тертя на стику (метал – метал); коефіцієнт піддатливості стику (чавун – бетон),

коефіцієнт затягування ; допускають напруги розтягнення (матеріал болта – сталь 10, очікуваний розмір М16)

Для з'єднання приймаються болти М18×2,5 для якого d₁=15,294 мм.