5. Проверочный расчёт шпоночных соединений
Расчет ведется по напряжениям среза и смятия
Рис. 5.1 Расчётная схема шпоночного соединения
Примем напряжения смятия [σсм]=140 МПа, а напряжения среза [τcp]=0.6·[σсм]=84 МПа.
Расчёт шпонки под шкивом ременной передачи: d=38 мм, b=12 мм, l=76 мм, h=5 мм.
Напряжения смятия:
16,6 МПа < 140 МПа
Условие прочности по напряжениям смятия соблюдается.
Напряжения среза
3,45 МПа < 84 МПа
Условие прочности по напряжениям среза соблюдается.
Вывод: Работоспособность шпонки под шкивом ременной передачи обеспечена.
Расчёт шпонки под колесом на выходном валу: d=53 мм, b=16 мм, l=45 мм, h=10 мм.
Напряжения смятия:
134 МПа < 140 МПа
Условие прочности по напряжениям смятия соблюдается.
Напряжения среза
65,1 МПа < 84 МПа
Условие прочности по напряжениям среза соблюдается.
Вывод: Работоспособность шпонки под червячным колесом обеспечена.
Расчёт шпонки муфты МУВП: d=50 мм, b=16 мм, l=45 мм, h=10 мм.
126 МПа < 140 МПа
Условие прочности по напряжениям смятия соблюдается.
Напряжения среза
69,0 МПа < 84 МПа
Условие прочности по напряжениям среза соблюдается.
Вывод: Работоспособность шпонки зубчатой муфты обеспечена.
6. Проектирование подшипниковых узлов
6.1 Реакции в опорах
Реакции в опорах быстроходного вала.
Рис. 6.1 Расчетная схема быстроходного вала
Рис. 6.2 Реакции в опорах быстроходного вала
Уравнения для определения реакций
Плоскость XOZ.
Сила, действующая на вал со стороны шкива
Плоскость YOZ.
Геометрическая сумма реакций
Определение реакций промежуточного вала смотреть в разделе 4.
Определение реакций тихоходного вала
Рис. 6.3 Расчетная схема тихоходного вала.
Рис. 6.4 Реакции в опорах тихоходного вала.
Уравнения для определения реакций
Плоскость XOZ.
Сила, действующая на вал со стороны муфты
Плоскость YOZ.
Геометрическая сумма реакций
6.2. Выбор типов подшипников
В опорах быстроходного вала установлены одинаковые роликовые радиальные подшипники без бортов на наружном кольце 2206 по ГОСТ 7260-81. В данной конструкции необходимо устанавливать плавающую опору, так как при тепловом расширении вала и неподвижной опоре будет возникать осевая сила.
В опорах промежуточного вала установлены одинаковые роликовые радиально-упорные подшипники лёгкой серии 7208 ГОСТ 333-79.
В опорах тихоходного вала установлены одинаковые роликовые радиально-упорные подшипники лёгкой серии 7210 ГОСТ 333-79.
Выбор роликовых радиально-упорных подшипников обусловлен наличием осевых нагрузок на каждом валу.
6.3 Расчёт подшипников
6.3.1. Условия расчета
Осевые нагрузки на валах.
На быстроходном валу А1=0
На промежуточном валу сила, действующая на вал от шестерни тихоходной передачи: A2= Fx3=512 H.
На тихоходном валу А3= Fx4=512 Н
Таблица 6.1
Данные для расчёта подшипниковых опор
Расчет подшипников качения |
||||||||
Требуемый ресурс (час.) |
6000 |
|||||||
Режим нагружения |
типовая циклограмма нагружения кафедры "Детали машин" СПбГТУ №3 |
|||||||
Конструктивные параметры подшипниковых опор
|
||||||||
Валы |
Б |
П |
Т |
|||||
Частота вращения вала (об./мин.) |
443 |
101 |
40 |
|||||
Относительно нагрузки вращается |
внутреннее кольцо подшипника |
|||||||
Коэффициент безопасности |
1.30 |
|||||||
Температурный коэффициент |
1.00 |
|||||||
Валы |
Б |
П |
Т |
|||||
Внешняя осевая сила |
0 |
512→ |
512← |
|||||
Радиальные нагрузки |
Первая опора |
1076 |
3381 |
15660 |
||||
Вторая опора |
3264 |
3150 |
6176 |
|||||
Подшипники в опорах А и В |
одинаковые |
одинаковые |
одинаковые |
|||||