Проектирование узла привода (КПД привода равен 0,9224; передаточное число привода - 13,64), страница 4

5.2 Проверочный расчёт подшипников качения.

Схема нагружения ПК вала

5.2.1 Проверочный расчёт подшипников на долговечность

Угол наклона оси ролика: α = 15^o

Параметр осевого нагружения:  е = 1,5 · tg α = 1,5 · tg 15° = 0,402

Осевая составляющая реакции роликового конического подшипника опоры 3:

S3 = 0,83 · R3 · e = 0,83 · 30050 · 0,40 = 9977 Н

Осевая составляющая реакции роликового конического подшипника опоры 4:

S4 = 0,83 · R4 · e = 0,83 · 9233 · 0,40 = 3065 Н

Коэффициент надежности подшипника: а₁ = 1

Обобщенный коэффициент совместного влияния качества металла и условий

эксплуатации: а₂ = 1

Осевая нагрузка со стороны колеса: F_a2 = 1736 Н (направлена в сторону опоры 4)

Осевая (внешняя) нагрузка на валу: А_Σ = Fa2 = 1736 Н (направлена в сторону опоры 4)

Уравнение равновесия вала: F_а3+ А_Σ – F_а4 = 0

Равнодействующая сила:  H = S₃ +А_Σ – S₄ = 9977 +1736 – 3065 = 8648 Н

Т. к. Н > 0, то F_а3 = S₃ = 9977 Н

Тогда F_а4 = F_а3 + А_Σ = 9977 +1736 = 11710 Н

Оценка значимости осевой нагрузки подшипника опоры 3:

Тогда коэффициенты радиальной и осевой нагрузок подшипника опоры 3:

Х₁ = 1, Y₁ = 0

Оценка осевых нагрузок подшипника опоры 4:

Коэффициентов радиальной и осевой нагрузок для подшипника опоры 4:

Х₂ = 0.4, Y₂ = 0,4 · ctg α. = 0,4 · ctg 15⁰ = 1,493

Коэффициент вращения вектор силы: V = 1

Коэффициент безопасности: К_б = 1,2

Температурный коэффициент: К_Т = 1

Приведенная нагрузка подшипника опоры 3:

Приведенная нагрузка подшипника опоры 4:

Показатель кривой усталости для роликовых конических подшипников: m = 3.33

Коэффициент, учитывающий нерегулярность режима нагружения:

Эквивалентная нагрузка подшипника опоры 3:  32090 Н

Эквивалентная нагрузка подшипника опоры 4:  22610 Н

Расчетная нагрузка:

– расчет на долговечность проводим для опоры 3, как наиболее нагруженной.

Динамическая грузоподъемность подшипника 7313: C = 146000 H

Ресурс подшипника тип 7313 по ГОСТ 333 – 79:

Условие долговечности:

Вывод: долговечность выбранных ПК соответствует заданному ресурсу.

5.2.2 Расчет на контактную прочность (по статической грузоподъемности)

Коэффициент радиальной статической нагрузки:

Коэффициент осевой статической нагрузки: Y₀ = 0,22 · ctg α = 0,22 · ctg 150 = 0,8211

Эквивалентная статическая нагрузка подшипника опоры 3:

 H

H

Эквивалентная статическая нагрузка подшипника опоры 4:

Максимальная эквивалентная статическая нагрузка:

Статическая грузоподъемность подшипника 7313:

Условие статической грузоподъёмности: - контактная прочность обеспечивается.

Вывод: Работоспособность выбранного подшипника 7313 обеспечивается по всем критериям.

5.3. Проверочный расчёт шпоночных соединений

Напряжение смятия шпонки 20 х 12 х 50 колеса:

Допускаемое напряжение смятия: [σ_см] = 170 МПа

Условие по напряжению смятия шпонки третьей шестерни:

Напряжение смятия шпонки 18 х 11 х 50 шестерни:

Условие по напряжению смятия шпонки третьей шестерни:

Вывод: Условие по смятию выполняется для обоих шпонок.

6. Выбор смазочных материалов

6.1. Смазывание быстроходной зубчатой передачи

При контактных напряжениях σ_H= 930 МПа и средней скорости V = 1.88 м/с

вязкость масла 60 · 10^-6 м²/с] необходимо применить индустриальное масло И-70А ГОСТ 20799-75.

6.2. Смазывание подшипников

Подшипники смазываются за счет разбрызгивания масла колесом и не нуждаются в отдельной смазывающей системе, при этом рабочий диапазон температур составляет –15….+180 ⁰С.

Литература.

1. Иванов М. Н. Детали машин. – М.: Машиностроение, 1991;

2. Михайлов Ю. К., Корнилов В. И. Расчет радиальных и радиально-упорных под-

шипников качения, Методические указания. – Л.: ЛПИ, 1981;

3. Макаров Ю. Н. и др. Детали машин. – СПб.: Справочные материалы СПбГТУ,

1995;

4. Михайлов Ю. К., Ашейчик А. А. Детали машин, оформление текстовых доку-

ментов. – СПб.: СПбГТУ, 1996;

5. Чернавский С. А. и др. Курсовое проектирование деталей машин. – М.: Маши-

ностроение, 1988;