8. Подбор подшипников и проверка их долговечности
Выполняем эскизную компановку редуктора и определяем все необходимые размеры. Рассмотрим ведущий вал
Рис. 2 – Схема нагрузки ведущего вала.
Усилия в зацеплении равны:
Fr1= Ft1-tg20º ·cosδ1 =422 ·0,364 ·0,9625 =148H
Fa1= Ft1-tg20º ·cosδ2 =422 ·0,364 ·0,2711 =42H
Определим реакции опор
Изгибающие моменты на валу:
Му(А)=Хв ·b =207 ·50 = 10350 Н ·мм
МХ(В)=Ув ·b =60 ·50 = 3000 Н ·мм
Кроме усилий в зацеплении на ведущий вал действует консольная нагрузка от муфты
На расстоянии lм=0,7d1+50=0,7·15+50=60 мм
Т.к. направление силы FM неизвестно, то определим реакции опор и моменты от них отдельно от других сил.
Реакции опор от силы FM
МВ=RB·b=744·50=37200H.мм
МА=RА·b=406·50=20300H.мм
Т.к. направление силы FM неизвестно, то определим суммарные реакции опор исходя из худшего положения для вала, т.е. направление реакций совпадают.
Суммарные радиальные реакции
При диаметре вала d1=20 мм по ГОСТ 8338-75 выбираем роликоподшипники качения однорядные средней серии № 7204 с параметрами d=20мм; D=47 мм; β=15,5 мм; С=21000 Н;
Эквивалентная нагрузка на подшипник:
При вращении внутреннего кольца коэффициент
V=1
При спокойной нагрузке коэффициент
Кδ=1,0
Осевую нагрузку воспринимает подшипник А
Для подшипника А получаем при
Долговечность подшипника
Минимальная долговечность
Ln = 12264ч
Рассмотрим промежуточный вал.
Рис.3 Схема нагрузки промежуточного вала
Ft2= Ft1=422H
Fr2= Fa1=42H
Fa2= Fr1=148H
Fr3= Ft3 · tg20º=1667·0,364=607H
Реакции опор равны
Изгибающие моменты
МХ(С)=УА·а=542·25=13550 Н·мм
МХ(D)=УB·c=23·40=920 Н·мм
МУ(С)=ХА·а=1110·25=27750 Н·мм
МУ(D)=ХВ·с=137·40=5480 Н·мм
Суммарные радиальные реакции
Для опор вала при диаметре d2=20мм выбираем роликоподшипники однорядные конические средней серии № 7204 с параметрами d=20мм;
D=47мм; β=19 мм; С=21000 Н;
Для опоры А, как более нагруженной
Долговечность подшипника достаточна
Рассмотрим ведомый вал.
Рис.4.Схема нагрузки ведомого вала
Ft4= Ft3=1667H
Fr4= F r3=607H
Реакции опор
Изгибающие моменты.
Кроме усилий в зацеплении на ведомый вал действует консольная нагрузка от муфты.
На
расстоянии от ближайшего подшипника
Т.к. направление силы FM неизвестно, то определим реакции опор и моменты от них отдельно от других сил
Реакции опор от силы FM
Изгибающие моменты
Суммарные радиальные реакции.
При диаметре вала d3’=35мм выбираем в качестве опор шарикоподшипники однорядные легкой серии № 211 ГОСТ 8338-75 с параметрами d=35мм; D=72 мм; β=17 мм; С=25500 Н;
Для опоры B, как более нагруженной получим
9. Уточненный расчет валовнск цилиндический дуктор зубчатый шестерняМатериал вала - сталь 45; термообработка - улучшение,
Определим запас прочности, под серединой зубчатого колеса (точка С), где действует максимальный изгибающий момент
Максимальный изгибающий момент
МКР=ТЗ=83000Н·мм
И концентрация напряжений обусловлена шпоночной канавкой.
Коэффициенты запаса прочности
При диаметре вала d3”=40 мм, масштабные коэффициенты
;
Для улучшенной поверхности коэффициент упрочнения
Для
стали 45 коэффициент
Коэффициент концентрации напряжений от шпоночной канавки
Моменты сопротивления сечения с учетом шпоночной канавки:
(d=40 мм; b=12 мм; t=8 мм)
Напряжение в сечении
Для
редукторных валов
Другие сечения не проверяем, как менее нагруженные.