Определение эквивалентной нагрузки.

где R – радиальная нагрузка, действующая на опору, Н.

F_a – осевая нагрузка, действующая на опору, Н.

X – коэффициент радиальной нагрузки.

Y – коэффициент осевой нагрузки;

Для опоры D: R_E = (1·0,56·735,83+2,2·172,29)·1,2·1= 949,32 Н.

Для опоры B: R_E = (1·0,56·240,76+2,2·172,29)·1,2·1= 616,64 Н.

8.1.7 Расчетная долговечность в часах для более нагруженной опоры D.

Подшипник должен проходить не менее 10000 часов. Полученный вариант не устраивает.

Промежуточный вал.

Силы в цилиндрическом зацеплении быстроходной ступени: F_t2 = 1216,69 Н, F_r2 = 447,35Н. F_a2= 172,29 Н.

Силы в цилиндрическом зацеплении тихоходной ступени: F_t1 =6685,81 Н, F_r1 =2458,22 Н. F_a1=499,19 Н.

Частота вращения вала n =125 об/мин.

Приемлемая долговечность подшипников L_h = 20000 часов.

Определение опорных реакций.

Вертикальная плоскость.

В вертикальной плоскости имеем

SM_A =0, -R_Dy×(l₁+l₂₊l₃)+F_r1×(l₂+l₃)-F_a1×20-F_r2×l₃-F_а2×10.5=0

R_Dy=F_r1×(l₂+l₃)-F_a1×20-F_r2×l₃-F_а2×10.5)/(l₁+l₂₊l₃)=

(2458,22×180-499,19×20-447,35×80-172,29×10,5)/240=1645,41 Н

SM_D=0,

R_Ay=(-F_r2(l₁+l₂)+F_r1×l₁+F_a2×10.5+F_a1×20)/(l₁+l₂+l₃)=

(-447,35×160+2458,22×60+172,29×10,5+499,19×20)/240=

= 365,46 Н

Проверка:

SY =0, R_Dy+F_r2-F_r1+R_ay=0

1645,41+447,35-2458,22+365,46 =0

Горизонтальная плоскость.

В горизонтальной плоскости имеем:

SM_A =0, -R_Dx(l₁+l₂+l₃)+F_t1×(l₂+l₃)-F_t2×l₃ =0

R_Dx=(F_t1×(l₂+l₃)-F_t2×l₃)/(l₁+l₂+l₃)=( 6685,81×180-1216,69 ×80)/240=4608,79 Н

SM_D =0, R_Ax=(-F_t2(l₁+l₂)+F_t1×l₁)/(l₁+l₂+l₃)=

(-1216,69 ×160+6685,81×60)/240=860,33 Н

Проверка:

SX =0, R_Dx+F_t2+R_Ax-F_t1=0

4608,79+1216,69 +860,33 -6685,81=0

Определение суммарных реакций опор.

Для опоры A:

Для опоры D:

Дальнейший расчет для более нагруженной опоры D.

Выбор типа подшипника

Тип подшипника выбираем в соответствии с установившейся практикой проектирования и эксплуатации машин.

Для промежуточного вала d_п =75 мм. Принимаем конические однорядные роликоподшипники № 7315А со следующими параметрами: d = 75 мм, D =160 мм, T_max= 40,5 мм, b= 37 мм, с= 31 мм, r =3,5 мм; r₁ =1,2 мм; грузоподъемность: C_r = 229 кН, C_or = 185 кН . Схема установки – «врастяжку». Фактор нагрузки: e = 0,35

Находим осевые составляющие реакций.

S_A=0,83×e×R_A=11180,48×0,35×0,83=3247,93

S_D=0,83×e×R_D=43269,17×0,35×0,83=12569,69

Т.к. S_A< S_D и R_a=11180,48 Н < S_D – S_A =9321,76 Н, то

F_aD = S_D =11877,55 ; F_aA = F_aD-R_a =12569,69-11180,48=1389,21 ;

При F_aA/VR_A=1389,21/1*11180,48=0,124

Если F_aA/VR_A > e Þ X=0,56; Y=2,2

F_aA/VR_A < e Þ X=1; Y=1,5.

При F_aD/VR_D=12569,69/1*43269,17=0,29

Если F_aD/VR_D > e Þ X=0,56; Y=2,2

F_aD/VR_D < e Þ X=1; Y=1,5.

Определяем эквивалентную нагрузку.

Опора A: R_E = (1·1·11180,48+1,5·1389,21)·1,2·1=15917,15 Н.

Опора D: R_E = (1·1·43269,17+1,5·12569,69)·1,2·1=74548,45 Н.

8.2.6 Расчетная долговечность в часах для более нагруженной опоры D.

Полученный вариант устраивает.

Тихоходный вал.

Силы в цилиндрическом зацеплении тихоходной ступени: F_t2 =57197,22 Н, F_r2 =21030,09 Н. F_a2=8854,6 Н.

Частота вращения вала n = 17,86 об/мин.

Консольная сила от муфты: F_м= 12420Н.

Расстояния: l_ц = 230 мм, l_б = 45 мм.

Приемлемая долговечность подшипников L_h = 20000 часов.

Определяем опорные реакции.

В вертикальной плоскости:

SM_Gx =0,

SM_Ex =0,

Проверка:

SY =0,

В горизонтальной плоскости:

SM_Gy =0,

SM_Ey =0,

Проверка:

SX=0,

8.3.2 Определяем суммарные реакции опор.

Для опоры E:

Для опоры G:

Как видно опора G является более нагруженной, поэтому по ней ведем дальнейшие расчеты.

Выбор типа подшипника

Тип подшипника выбираем в соответствии с установившейся практикой проектирования и эксплуатации машин.

Для опор промежуточного вала d_п= мм,применяем компактные конические однорядные роликоподшипники легкой серии № со следующими параметрами: d = мм, D = мм, T_max= мм, b= мм, с= мм, r = мм; r₁ = мм; грузоподъемность: C_r = кН, C_or = кН . Схема установки – «врастяжку». Фактор нагрузки: e = .

Находим осевые составляющие реакций.

S_E=0,83×e×R_E=

S_G=0,83×e×R_G=

Т.к. S_E< S_G и R_a= Н > 0 Н, то

F_aE = S_E = ; F_aG = R_a+S_E =

При , принимаем X= ; Y= .

При , принимаем X= ; Y= .

Определяем эквивалентную нагрузку.

Опора E: R_E = Н.

Опора G: R_G = Н.

Расчетная долговечность в часах для более нагруженной опоры G.

Полученный вариант устраивает.

Быстроходный вал.

Проверочный расчет проводится для проверки прочности в опасном сечении в зависимости от направления и величины действующих на него нагрузок. Напряжение изгиба изменяется по симметричному циклу, а касательные напряжения кручения по пульсирующему.

Выбор материала вала

Для изготовления быстроходного вала выбрали материал сталь 40Х, твердость не менее 200НВ; s_-1 = 320 МПа и t_-1 = 200МПа – пределы выносливости при симметричном цикле изгиба и кручения.

Строим расчетную схему вала.

Из предыдущих разделов имеем

Силы в зацеплении: F_t = Н, F_r = Н. F_a= Н.

Консольная сила от муфты: F_м= Н.

Реакции: R_Dy = Н, R_By = Н, .

Расстояния: l_б = мм, l_м = мм

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: