Энергетический и кинематический расчёт привода. Расчёт передач, валов. Расчёт и подбор подшипников, страница 9

          [s] = 249,4 × 0,746/ ( 2 × 1,53 ) = 60,82 МПа

          s_Э = 7,76 < [s] = 60,82 МПа – прочность обеспечена.

Проверяем второе опасное сечение – выходной конец вала:

          t = Т/ W_P £ [t].

          t = Т/ 0,2×d³ = 38,53/ [ 0,2×( 26×10^-3 )³ = 10,96 МПа

          [t] = t_-1×e/ s × Kt,

Концентраторами напряжений являются: шпоночный паз и галтель:

Шпоночный паз:

          Kt = 1,48,

галтель:

          Kt = 1,45

Наиболее неблагоприятный концентратор – шпоночный паз:

e = 0,685

          t_-1 = 0,28×s_в = 0,28×580 = 162,4 МПа,

          [t] = 162,4 × 0,685/ 2 × 1,48 = 37,57 МПа,

          t = 10,96 < [t] = 37,57 МПа – прочность обеспечена.

4. Расчёт и подбор подшипников.

4.1. Расчёт подшипников быстроходного вала.

4.1.1. Определяем полные реакции в опорах:

          R_A = Ö ( R²_Ав + R²_Аг ) = Ö (0,157² + 0,44² ) = 0,47 ) = кН;

          R_В = Ö ( R²_Вв + R²_Вг ) = Ö (0,027² + 0,075²) = 0,08 ) = кН.

4.1.2. По диаметру посадочного места назначаем шариковый подшипник 205:

          С_r = 11 кН; С_or = 7 кН.

В соответствии с условиями работы назначаем коэффициенты:

- коэффициент вращения: V = 1,

- коэффициент безопасности: К_б = 1,4,

- температурный коэффициент: К_t = 1.

4.1.3. Определяем эквивалентную радиальную нагрузку:

          Р_r = ( X × V × F_r + Y × F_а ) × К_б × К_t ,

где F_r – радиальная нагрузка,

F_а - осевая нагрузка,

X ,Y  - коэффициенты радиальной и осевой нагрузок:

          Х = 1     [ 3 ]

          Р_r = 1 × 1 × 0,47 × 1,4 × 1 = 0,658 кН.

4.1.4. Определяем долговечность подшипника в часах:

          L_h = 10⁶/ ( n × 60 ) × ( C_r/ Р_r )^P × a₁ × a₂₃ ³ [L_h]

где  L_h – расчётная долговечность подшипника, ч;

n - частота вращения вала, мин;

C_r - динамическая грузоподъёмность подшипника, кН;

р - показатель степени, р=3.

a₁ – коэффициент, учитывающий надёжность работы подшипника;

a₂₃ - коэффициент, учитывающий качество металла подшипника и условия эксплуатации;

[L_h] - требуемая долговечность подшипника.

a₁=1;

a₂₃=0,75;

L_h=10⁶×1×0,75×(11/0,68)³/920×60=634799ч > [L_h] = 1500ч

Требуемую долговечность данный подшипник обеспечивает.

4.2. Расчёт подшипника тихоходного вала.

4.2.1. Определение полных реакций в опорах.

          R_A = Ö ( R²_Ав + R²_Аг ) = Ö (0,157²+0,44² ) = 0,47 кН;

          R_В = Ö ( R²_Вв + R²_Вг ) = Ö (0,027²+0,075² ) = 0,08 кН.    

4.2.2. По диаметру посадочного места назначаем шариковый подшипник 206

          С_r=15 кН;

          С_or=10 кН.

В соответствии с условиями работы назначаем коэффициенты:

          v=1;

          К_б=1,4;

          К_t=1.

4.2.3. Определяем эквивалентную радиальную нагрузку:

          Р_r = ( X × V × F_r + Y × F_а ) × К_б × К_t ,

          Х = 1     [ 3 ]

Тогда:

Р_r = 1 × 1 × 0,47 × 1,4 × 1 = 0,658 кН.

Определяем долговечность подшипника в часах:

            L_h = 10⁶/ ( n × 60 ) × ( C_r/ Р_r )^P × a₁ × a₂₃ ³ [L_h]

          a₁=1;

          a₂₃=0,75;

Тогда:

          L_h = 10⁶×1×0,75×(15/0,658)³/ 259,15×60 = 5714192ч > [L_h] = 1500ч

Требуемую долговечность данный подшипник обеспечивает.

5. Расчёт шпоночных и шлицевых соединений.

5.1. Расчёт шпонки на входном валу.

          s_см = 2Т/ d×l_p×k £ [s]_см,

где Т – крутящий момент, Н×м

d - диаметр вала;

l_p - расчётная длина шпонки: l_p = L - ;

k - глубина врезания шпонки в ступицу.

Материал шпонки – Стальсталь 45: s_В = 580 МПа, s_Т = 320 МПа.

          [s]_см = s_Т/S,

где S=1,5…2;

          [s]_см = 320/ 1,75 = 182,8 МПа;

          s_см = 2×11,19/ 22×36×2,8×10^-3 = 10,1 МПа,

s_см=10,1 < [s]_см = 182,8 МПа – прочность обеспечена.

5.2. Расчёт шпонки на выходном валу.

          s_см = 2Т/ d×l_p×k £ [s]_см,

          [s]_см = s_Т/ S = 320/ 1,75 = 182,8 МПа,

          s_см = 2×38,53/ 36×26×3,3×10^-3 = 24,95 < 182,8 МПа – прочность обеспечена.