Условия работы входного вала.

Подшипники качения для опор входного вала – см. раздел 4.2.

Требуемый ресурс при вероятности безотказной работы 90%:

L_h = 7665 ч, (см. раздел 2.2 расчета).

Вал выполнен из стали 40Х ГОСТ 4543-71, заодно с шестерней, подвергается термообработке: улучшение, Н= 269…302 НВ.

Делительный диаметр шестерни d₁=60мм

Максимальный (из длительно-действующих) момент: Т₁=210,2464 Н·м

Силы в зацеплении при передаче максимального (из длительно действующих) момента:

окружная сила F_t = 7009 H

осевая сила F_a = 1857 H (см. раздел 2.13 расчета)

радиальная сила F_r =2639 H.

 

Типовой режим нагружения – II (средний равновероятностный); возможны кратковременные перегрузки до 150% номинальной нагрузки. Условия эксплуатации подшипников – обычные. Ожидаемая рабочая температура t_раб < 100˚C.На законцовке входного вала установлен ведомый шкив клиноременной передачи.

5.2. Радиальные реакции опор от сил в зацеплении (см. рис. 7.6.а).

 

 

 

На конструктивной схеме №1 цилиндрического зубчатого редуктора с косозубыми колесами определяем плечи сил расчетной силы входного вала. В опорах 1 и 2 установлены радиально-упорные шарикоподшипники по схеме «враспор», поэтому точки приложения опорных реакций смещены от наружных торцов подшипников на величину а внутрь схемы.

Расстояние между опорами 1 и 2, мм:

а=0,5[(В₁+0,5(d+D)₁·tgα)]=16,41 мм

Равновесие сил и моментов в вертикальной плоскости (YOZ):

 

Проверка:

-975,61+2639-1663,39=0

 

Равновесие сил и моментов в горизонтальной плоскости (ХОZ):

Проверка:

3504,5-7009+3504,5=0

5.3 Радиальные реакции опор от действия силы на консольной законцовке вала (рис.7.6.б)

5.3.1 Плечо радиальной консольной силы .

При установке на входном валу ведомого шкива клиноременной передачи – расстояние от опоры 2 до середины консольной законцовки вала

5.3.2 Определение радиальной консольной силы .

При установке на входном валу ведомого шкива клиноременной передачи:

5.3.3 Реакции опор от силы F_k (рис 7.6.б).

Направление консольной силы совпадает с направлением радиальной силы на шестерне F_r.

Реакции от силы :

Проверка:

 

 

Реакции опор для расчёта подшипников

 

 

Эквивалентные нагрузки на подшипники

- коэффициент эквивалентности для типового режима нагружения II (

Эквивалентные нагрузки:

 

Для задания по конструктивной схеме №1 применены радиально-упорные шарикоподшипники, которые установлены по схеме «враспор», при этом внешняя осевая нагрузка направлена в сторону опоры 2. Поэтому:

F_a1=0, F_a2=F_A=1169,91 Н

Дальнейший расчет выполняется для более наружного подшипника опоры 2.

 

 

Коэффициент осевого нагружения

по таблице принимается равным:

– для радиально-упорных шарикоподшипников с α=12° е находим по формуле:

е=0,41(f₀ )^0,17 Fa=1857 Н

C_or=225,1кН=25100Н

f₀ – по таблице 7.3:

Д_ш=12,7; Д_ср=

f₀=14,2

е=0,41(14,2· )^0,17=0,41345

При этом Х=1; Y=0, если F_a2/F_r2<е

<е=0,41345

Принимаем: Х=1; Y=0.

5.7. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка

, где

V – коэффициент вращения кольца:

V=1 – вращается внутреннее кольцо (см 1, стр. 117);

– коэффициент динамичности нагрузки:

(см. табл. 7.6,1, стр. 118 для кратковременной перегрузки до 150 % номинальной нагрузки);

– температурный коэффициент:

– при (см. 1, стр. 117)

 

5.8. Расчетный скорректированный ресурс подшипника.

, где

– коэффициент надежности:

– при вероятности безотказной работы 90 % (табл. 7.7,стр. 119);

– коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от особых свойств подшипника, а также от условий его работы:

– для однорядных шарикоподшипников в обычных условиях;

Принимаем: а₂₃=0,75

– радиальная динамическая грузоподъемность подшипника (разд. 4.2);

– показатель степени:

– для шарикоподшипников (см. 1, стр. 119);

– частота вращения входного вала ()

- заданный ресурс работы привода в часах (разд. 2.2).

 

 

Проверка выполнения условия

Значения коэффициентов X и Y из раздела 5.6. Значения коэффициентов V, и из раздела 5.7.

Максимальная эквивалентная нагрузка на подшипник

X=1

У=0

V=1

=1,4

=1

8380 Н<20600 Н

При выполнении условий и , предварительно выбранный подшипник считается пригодным.

L_10ah=15232,9 Н>7665

P_r2max=8380 Н<20600 Н

 

ЧАСТЬ 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛ, НАГРУЖАЮЩИХ ПОДШИПНИК ВЫХОДНОГО ВАЛА.