2.2.2 Силы в зацеплении конических передач.

F_t = 1060 Н;

δ₁ = 17,7 ˚ ;

Примем правый наклон зуба шестерни и направление ее вращения по ча­совой стрелке.

Осевая сила на шестерне

F_a1 = F_t*γ_a.

Коэффициент γ_a, [1,139].

γ_a = 0,444 *sin δ₁ + 0,7cos δ₁ = 0,134 + 0,212 = 0,34.

Тогда F_al = 1060 * 0,34 = 360,4 Н.

Радиальная сила на шестерне

Коэффициент γ_r, [1,139].

γ_a = 0,444 *sin δ₂ - 0,7cos δ₂ = 0,134 - 0,212 = -0,078.

Тогда F_rl = 1060 * (-0,078) = -82,68 Н.

Осевая сила на колесе

F_a2 = -F_r1 = 82,68 Н.

Радиальная сила на колесе

F_r2 = -F_a1 = -360,4 Н.

2.3 Проектный расчет валов

T₁=13.34 H*м; T₂=45.45 H*м;

Значения d взяты из стандартного ряда. Марка стали для валов 45.

2.3.1 Конструирование валов

Быстороходный вал:

Размеры цилиндрического конца вала: d=17 ; l=36 ; c=0,6 ; r=1.5 ; d_n=20 ; t=2,7;

Длина шпоночного паза

Принимаем l_ш=32 мм[1,302]

Тихоходный вал:

Размеры цилиндрического конца вала: d=17 ; l=32 ; c=0,6 ; r=1.5 ; d_n=20 ; t=3,2;

Длина шпоночного паза

Принимаем l_ш=32 мм[1,302]

d_n1=20+3r=24.5мм

2.3.2 Определение параметров колеса

Диаметр шейки ступицы колеса

δ=74.3˚

m_n2=2 мм

d=24.5мм

d_cт=44.5 мм

Длина ступицы

l_ст=d*(1.2..1.4)=30 мм

Толщина обода

S=2.5*m_n2+2=2.5*2+2=7мм

Рис.2.3.2.1 Колесо

2.3.3 Расчет крышек и стаканов для подшипников

Для быстроходного вала

Стакан из чугуна СЧ15

D=47; δ=5 мм; d=6 мм; z=4

Толщина фланца

Диаметр фланца крышки

D_ф=D_а+4*d=57+20=77 мм

Крышка для подшипника из из чугуна СЧ15

δ=5 мм; d=6 мм

Толщина фланца

Диаметр фланца крышки принимаем D_ф=77 мм

Для тихоходного вала

Крышка для подшипника из из чугуна СЧ15

D=47; δ=5 мм; d=6 мм; z=4

Толщина фланца

2.4 Расчет подшипников качения

2.4.1 Расчет подшипников качения быстроходного вала

Произведем выбор подшипников на вал.

Для быстроходного вала – роликоподшипники конические однорядные легкой серии α=12-16˚ 7304

d=20; D=47; T=15,5; B=14; c=12; r= 1 ; r₁=1, е=0,35

C_0r=16600 Н; C=26000 Н

l₄=9 мм; l₅=40 мм

Рис.2.4.1.1 Быстроходный вал

а=T/2+(d+D)*e/6=15,5/2+(20+47)*0.35 /6=11,66 мм;

l₁=l₄+T-a=9+15,5-11,66=12,8 мм

l₂=35 мм

l₃=l₅+T-a=40+15,5-11,66=43.8 мм

Опорные реакции в горизонтальной плоскости:

Проверка

Опорные реакции в вертикальной плоскости

Проверка

Радиальные нагрузки на подшипнике

Осевые составляющие от радиальных нагрузок

S₁=0.83*e*F_r1=0.83*0,35*636,2=328 H

S₂=0.83*e*F_r2=0.83*0,35*1464=536 H

Расчетные осевые нагрузки на подшипники

F_a1=S₂-F_А=536-843=-307 H , что меньше F_a1=S₁=328 H

Принимаем F_a1=328 H

F_a2=S₁+F_А=328+843=1171 H , что больше F_a2=S₂=536 H

Принимаем F_a2=1171 H

Проверка

Наиболее нагруженным является второй подшипник. Эквивалентная динамическая нагрузка подшипника 2

Где Х=1; Y=0; V=1 ; K_Б=1.3; K_Т=1.1 [3,13].

Расчетный ресурс подшипника

где m=10/3 для роликоподшипников

а₁=1; а₂₃=0,6 [3,10]

Расчетный ресурс больше требуемого ресурса 36000 ч.

2.4.2 Расчет подшипников качения тихоходного вала

Частота вращения тихоходного вала

Для тихоходного вала – роликоподшипники конические однорядные легкой серии α=12-16˚ 7304

d=20; D=47; T=15,5; B=14; c=12; r= 1 ; r₁=1, е=0,35

C_0r=16600 Н; C=26000 Н

l₁=37 мм

l₂=42 мм

l₃=49 мм

Рис.2.4.2.1 Тихоходный вал

Опорные реакции в горизонтальной плоскости:

Проверка

Опорные реакции в вертикальной плоскости

Проверка

Радиальные нагрузки на подшипнике

Осевые составляющие от радиальных нагрузок

S₁==160 H

S₂==336 H