Проектирование узла нереверсивного привода, состоящего из вала II и его опорных частей (узлов) на подшипниках качения, страница 3

Определяем диаметр опасного сечения (под шестерней) по пониженным допускаемым напряжениям.

 

Примем диаметры под подшипники: ; 

Из конструктивных соображений примем диаметр вала под колесо:

Параметры роликоподшипник конический однорядный ГОСТ 333-79

Тип	d	D	B	dш	r	Динам.грузопод.С,[H]
2110	50	90	20	17.5	2.5	66000

 

7.Расчет шпоночных соединений

На рисунке изображена схема шпоночного соединения. Расчёт производится по напряжениям смятия и среза.

МПа

где  - нормальное напряжение смятия, МПа;  - сила, действующая на шпонку, Н;  - площадь смятия, мм2,  - допускаемое напряжение смятия

,

где  - касательное напряжение среза, МПа;  - площадь среза, мм2;  - допускаемое напряжение среза, МПа. Допускаемое напряжение среза:

МПа

Схема шпоночного соединения

Расчётная схема шпоночного соединения

Площади смятия и среза определяют по формулам:

,

где  - рабочая длина шпонки, мм;  - полная длина шпонки, мм;  - высота шпонки, мм.

,

Сила, действующая на шпонку, определяется по формуле.

Рассмотрим сечение А – А. Параметры шпоночного соединения:

мм

мм

мм

мм

мм

Производим расчёты по формулам:

мм²

мм²

Н

Подставляем:

МПа

МПа

МПа

МПа

Вывод: условие прочности по смятию и по срезу выполняется.

Рассчитываем сечение В – В. Параметры шпоночного соединения:

мм

мм

мм

мм

мм

Производим расчёты по формулам:

мм²

мм²

Н

Подставляем:

МПа

МПа

МПа

МПа

Вывод: условия прочности по смятию и срезу выполняются.

8. Проверка работоспособности  подшипников по критерию динамической грузоподъемности.

Расчетная схема сил, действующая на роликоподшипники:

Определим радиальные реакции опор:

Вычислим значения внутренних осевых сил в опорах:

Вычислим сумму сил для того, чтобы знать каким способом найти значения осевых сил, действующие на подшипники.

.

Следовательно, вал смещается только в сторону правой опоры, а на левую опору действует только внутренняя сила S_A  и тогда

.

 Силу , действующую на подшипник правой опоры В, определим из условия равновесия вала:  .

 

Определим значения коэффициентов радиальной и осевой силы для каждого из подшипников. Они зависят от отношения осевой силы, действующей на данный подшипник,  к радиальным реакциям: , которое необходимо сравнить со стандартным значением для данного подшипника .

,

 Соответственно, для первого подшипника Х=1, У=0, а для второго-Х=0,41, У=0,87.

Определим эквивалентную нагрузку – это условная постоянная радиальная сила Р_r, при действии которой долговечность подшипника равно его долговечности в условиях

одновременного действия радиальной и осевой нагрузок.

,

.

В данной работе рассматривается нерегулярный режим работы. Его учитывают, заменяя нагрузку P для оценки ресурса подшипников эквивалентной нагрузкой Р_Е, равной для каждого подшипника:

,

,

где показатель степени m=3 для шарикоподшипников.

Оценку ресурса подшипников по динамической грузоподъемности произведем по формуле

, где  – расчетный ресурс подшипника;  - частота вращения вала;   - динамическая грузоподъемность;  -приведенная нагрузка; коэффициенты а₁=1,0 при вероятности р=90%, тогда произведение а₁ а₂=0,7..

.

Подшипники прошли проверку на прочность.

9. Проверка на прочность промежуточного вала.