4 Расчет и подбор подшипников

4.1 Расчет подшипников тихоходного вала

4.1.1 Выбор типа подшипников

d_п=45 мм

n=52.11 мин^-1

[L_n]=10161.6 ч

[t_n]=95°C

Определяем полные реакции в опорах

кН

кН

F_a=0,44 кН - направлена на опору А.

По диаметру посадочного места назначаем шариковый радиальный подшипник 209 (легкой серии).

C_r=33,2 кH

C_or=18,6 кH

Назначаем коэффициенты в соответствии с условиями работы:

V- коэффициент вращения, V=1 –вращается внутреннее кольцо;

К_-коэффициент безопасности, К_=1,3 – 1,5;

К_t-температурный коэффициент, К_t=1, т.к. t < 100С.

Так как R_A=R_B и F_a направлена на опору А, то наиболее нагруженной является опора А, для неё ведем дальнейший расчет.

,

где F_r - радиальная нагрузка (суммарная реакция в опоре),кН;

F_a - осевая нагрузка, кН

X,Y-коэффициенты радиальной и осевой нагрузок.

Определяем относительную нагрузку

Определяем отношение

По таблице выбираем X и Y

X=0.56

Y=2.15

P_r=(0,56*1*0.956+2,15*0,44)*1.4*1=2,08 кH

Для шарикоподшипников р=3. Коэффициент надежности а₁ принимаем равным 1. По условиям работы выбираем коэффициент а₂₃=1. Требуемая до лговечность равна сроку службы передачи, т.е. 10161,6 ч

ч

L_n=1300624.5 ч > [L_n]=10161.6 ч

Долговечность обеспечена.

4.2 Расчет подшипников промежуточного вала

4.2.1 Выбор типа подшипников

d_п=30 мм

n=185 мин^-1

[L_n]=10161.6 ч

[t_n]=95°C

Определяем полные реакции в опорах

кН

кН

F_a=0,32 кН - направлена на опору B.

По диаметру посадочного места назначаем шариковый радиальный подшипник 206 (легкой серии).

C_r=19.5 кH

C_or=10.0 кH

Назначаем коэффициенты в соответствии с условиями работы:

V=1 –вращается внутреннее кольцо;

К_=1,3 – 1,5;

К_t=1, т.к. t < 100С.

Так как R_A>R_B и F_a направлена на опору A, то наиболее нагруженной является опора A, для неё ведем дальнейший расчет.

,

Определяем относительную нагрузку

Определяем отношение

X=1

Y=0

P_r=(1*1*1,270)*1.4*1=1.78 кH

Для шарикоподшипников р=3. Коэффициент надежности а₁ принимаем равным 1. По условиям работы выбираем коэффициент а₂₃=1. Требуемая до лговечность равна сроку службы передачи, т.е. 10161,6 ч

ч

L_n=118.446.1 ч > [L_n]=10161.6 ч

Долговечность обеспечена.

5 РАСЧЕТ ШПОНОВОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

5.1 Расчет шпоночного соединения на тихоходном валу

Т=287.73 Нм

d_k=55 мм

l_ст=b₂=25 мм

Материал вала сталь 45, термообработка – нормализация. Материал колеса сталь 40Х. Назначаем материал шпонки сталь 5 чистотянутая, σ_Т=275 МПа.

По диаметру вала d=55 мм назначаем призматическую шпонку b x h = 16x10.

Определяем длину шпонки

l=l_ст - (5-10)=25 - (5-10)=15-20 мм

Назначаем стандартную длину l=20 мм. Проверяем шпонку на смятие

l_р = l - b = 20 - 16=4 мм

МПа

[σ]_см=83,33 МПа

σ_см=65,39 < [σ]_см=83,33 МПа

Условие прочности на смятие выполняется. Назначаем шпонку 16х10х20.

Определяем длину ступицы

l_ст = l + (5-10)=25 - 30 мм

Окончательная длина ступицы l_ст=25 мм.

5.2 Расчет шпоночного соединения на промежуточном валу

Т=17,24 Нм

d_k=24 мм

l_ст=b₂=20 мм

Материал вала сталь 40х, термообработка – улучшение и закалка ТВЧ. Материал колеса сталь 40Х. Назначаем материал шпонки сталь 5 чистотянутая, σ_Т=275 МПа.

По диаметру вала d=24 мм назначаем призматическую шпонку b x h = 8x7.

Определяем длину шпонки

l=l_ст - (5-10)=20 - (5-10)=10-15 мм

Назначаем стандартную длину l=14 мм. Проверяем шпонку на смятие

l_р = l - b = 14 - 8=6 мм

МПа

σ_см=8,54 < [σ]_см=83,33 МПа

Условие прочности на смятие выполняется. Назначаем шпонку 8х7х15.

Определяем длину ступицы

l_ст = l + (5-10)=15 - 20 мм

Окончательная длина ступицы l_ст=20 мм.