Из условия прочности на смятие имеем:
= 
(8.1)
Шпонка на конце быстроходного вала
= 
= 
= 29,72 МПа
Шпонка на конце тихоходного вала
= 
= 
= 83,73 МПа
Шпонка под быстроходной шестернёй
= = 
= 37,89 МПа
Поскольку все вычисленные напряжения смятия ниже допускаемого = 140 МПа, то все шпонки удовлетворяют условию прочности.
Статический и динамический расчёт подшипников тихоходного вала.
Предварительное назначение подшипников.
Для быстроходного вала назначаем шариковые радиальные подшипники лёгкой серии 207
Внутренний диаметр d = 35 мм
Наружный диаметр D = 72 мм
Ширина В = 17 мм
Динамическая грузоподъёмность С = 25500 Н
Статическая грузоподъёмность 
= 13700 Н
Диаметр шарика 
= 11,11 мм
Для тихоходного вала назначаем шариковые радиальные подшипники лёгкой серии 209
Внутренний диаметр d = 45 мм
Наружный диаметр D = 85 мм
Ширина В = 19 мм
Динамическая грузоподъёмность С = 33200 Н
Статическая грузоподъёмность = 18600 Н
Диаметр шарика = 12,7 мм
Конструирование крышек подшипников.
Крышка подшипника на быстроходном валу
Стенка крышки при диаметре внешнего кольца подшипника D = 72 по 
= 6 мм
Установочный поясок принимаем равным толщине крышки S = 6 мм
Канавка для выхода шлифовального круга b = 5 мм - принимается по табл 7.8 
при диаметре внешнего кольца подшипника D = 72 мм
Длина пояска сопряжения l 
b = 
Крышка подшипника на тихоходном валу
Стенка крышки при диаметре внешнего кольца подшипника D = 100 по = 7 мм
Установочный поясок принимаем равным толщине крышки S = 7 мм
Канавка для выхода шлифовального круга b = 5 мм - принимается по табл 7.8 при диаметре внешнего кольца подшипника D = 100 мм
Длина пояска сопряжения l b =
Расчёт усилий в опорах вала.
|
|
Для проверки подшипников на прочность необходимо определить силовые факторы, воздействующие на подшипниковые узлы
Расчет усилий в зацеплениях открытой передаче
= 3500 H
= 
= 
= 1273,9 H
Расстояния между точками приложения усилий определяются замерами на чертеже: 
= 52,50 мм, 
= 52,50 мм, 
= 59,50 мм
Реакции в опорах определяем на основании уравнений равновесия
Расчёт реакций в опорах вертикальной плоскости
- 
+ 
- 
= 0
= 
= 
= 
+ 
- 
= 
= 
= -1237,48 Н
Проверка
+ - 
- = 0
-1237,48 + 6229,19 - 1491,71 - 3500 = 0
0 = 0
Расчёт реакций в опорах горизонтальной плоскости
Реакции в опорах определяем на основании уравнений равновесия
- 
- 
+ 
= 0
= + 
- 
= 
= -1353,43 Н
- 
+ + 
= 0
= 
= 
= 639,26 НПроверка
+ - 
+ = 0
-1353,43 + 639,26 - 559,73 + 1273,9 = 0
0 = 0
Определение максимальных усилий.
= 
= 
= 1392,84 H
= 
= 
= 6374,52 H
Результируюшая осевая сила 
= 373,86 H
Расчёт ведём по наиболее нагруженной опоре C, 
= 6374,52 Н
Расчёт подшипника
Требуемый ресурс долговечности подшипников по заданию 
= 11500 ч
Учитывая сравнительно небольшую осевую силу назначаем по 
2 
шариковые радиальные подшипники средней серии 309 со следующими характеристиками:
Внутренний диаметр d = 45 мм
Наружный диаметр D = 100 мм
Ширина В = 25 мм
Динамическая грузоподъёмность С = 52700 Н
Статическая грузоподъёмность = 30000 Н
Диаметр шарика = 17,46 мм
Определяем эквивалентную радиальную нагрузку по формуле:
P = 
(9.1)
где V - коэффициент вращения; V = 1 (вращение внутреннего кольца подшипника)
X - коэффициент радиальной силы
Y - коэффициент осевой силы
= 1,4 - коэффициент безопасности;
= 1 - температурный коэффициент; 
= 0,63 - коэффициент режима работы;
|
|
Определяем ресурс подшипника:
Для случая с ненулевым значением осевой силы расчёт значений коэффициентов Х и Y проводится в соответствии с 
5 
Первоначально определяется по таблице 58 значение 
Для него рассчитывается следующее соотношение:
= 
= 
= 0,12
Следовательно, по табл 58 5 
= 15,83
Далее для отношения 
определяется коэффициент е по табл 64
= 
= 0,2
Для 0,2 при значении соотношения 
= 
= 0,06 коэффициент е = 0,203 и по табл 64 5 X = 1, Y = 0
P = 
= 
= 5622,33 Н
Определяем эквивалентное время работы
= 
(9.2)
где n - частота вращения вала, n = 326,28 
= = 
= 225,13 млн об
Определяем потребную динамическую грузоподъемность выбранного подшипника и сравниваем ее с паспортной.
= 
(9.3)
где 
- коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от надёжности, 
- коэффициент, характеризующий совместное влияние на ресурс особых свойств подшипника и условий его эксплуатации, = 0,75
= = 
= 37645,1 
52700 Н
Статическая грузоподъёмность подшипников проверяется по следующей формуле:
= 
(9.4)
где 
- статический коэффициент радиальной силы, 
= 0.6
- статический коэффициент осевой силы, 
= 0.5
= 
= 
= 4011,64 Н 
30000 Н