Визначення розмірів вала черв’ячного колеса. Перевірка підшипників за динамічною вантажопідйомністю

Опорні реакції у площині YOZ:

Перевірка:

Опорні реакції у площині XOZ:

Перевірка:

Будуємо епюри згинальних моментів відносно вісей Х та У та зображуємо їх на рисунку.

Будуємо епюри крутних моментів:

Визначаємо сумарні моменти згину в найбільш навантажених перерізах:

Визначаємо приведений момент згину в найбільш навантажених перерізах:

Визначаємо сумарні радіальні реакції:

Визначаємо розрахунковий діаметр вала у небезпечному перерізі:

Діаметр у цьому перерізі є діаметром впадин черв’яка d_f=42 мм. Так як d_f›d , то остаточно приймаємо d=42 мм.

Перевіримо переріз черв’яка на статичну міцність:

Еквівалентне напруження:

Допустиме еквівалентне напруження:

Згідно з умовою статичної міцністі коефіцієнт перевантаження к_п

Статична міцність вала забезпечена.

Для передачі крутного моменту Т=27 Нм черв’яком на його вихідному кінці d=32 мм, установлена призматична шпонка bxhxl (8x7x70).

Міцність шпонкового з’єднання забезпечена.

4.4.7.2 Визначення розмірів вала черв’ячного колеса.

Опорні реакції у площині YOZ:

Перевірка:

Опорні реакції у площині XOZ:

Перевірка:

Будуємо епюри згинальних моментів відносно вісей Х та У та зображуємо їх на рисунку.

Будуємо епюри крутних моментів:

Визначаємо сумарні моменти згину в найбільш навантажених перерізах:

Визначаємо приведені моменти згину в найбільш навантажених перерізах:

Визначаємо сумарні радіальні реакції:

Визначаємо розрахункові діаметри вала у небезпечному перерізі:

Так як розрахунковий діаметр вала незначно відрізняється від одержаного в орієнтовному розрахунку, остаточно приймаємо d₂=55мм

Оскільки розрахунковий d₃ менший від діаметра одержанного приймаємо d₃=58 мм

Порівнюючи величини моментів згину і крутних моментів в перерізах приходимо до висновку, що найбільші напруження σ₃₂ і т.

Перевіримо даний переріз вала на статичну міцність:

Еквівалентне напруження:

Допустиме еквівалентне напруження:

Згідно з умовою статичної міцністі коефіцієнт перевантаження к_п

Статична міцність вала забезпечена.

Для передачі крутного моменту Т=710 Нм валом через колесо встановлена призматична шпонка bxhxl (18x11x63).

Міцність цього шпонкового вала забезпечена.

Для передачі крутного моменту Т=710 Нм від валу до муфти використовують шпонкове з’єднання зі шпонкою  bxhxl (14x9x100).

Міцність такого шпонкового з’єднання забезпечена.

4.4.8. Перевірка підібраних раніше підшипників за динамічною вантажопідйомністю.

Здійснимо перевірковий розрахунок підшипників на строк їх служби, що заданий за умовою.

4.4.8.1 Перевірка підшипників вала черв’яка.

Визначимо осьову складову радіального навантаження, але її величина заздалегідь набагато менша ніж осьова сила F_a1=4970Н в залежності від напрямку осьової сили F_х= F_{a1 ,} все навантаження завжди сприймає один із підшипників при умові

В нашому випадку F_a1=4970 Н, F_r1=1536Н, V=1.

Тоді коефіцієнти:

Визначимо еквівалентне динамічне навантаження на підшипниках обох опор:

Де к_σ- коефіцієнт безпеки, к_т-коефіцієнт, що залежить від робочої температури, V=1(обертання внутрішнього кільця).

Визначимо еквівалентне динамічне навантаження з урахуванням циклограми навантаження:

 

Визначимо розрахункові ресурси обох підшипників:

Ресурси підшипників у годинах роботи:

З розрахунку видно, що той підшипник, що знаходиться під навантаженням вісьової сили F_х= F_a1 не витрумує.Тому в якості опор черв’яка приймаємо два підшипника, роликові конічні однорядні середньої серії типу 2700 № 27308, що мають розміри : D=90 мм; d=40 мм; T_max=25,5 ; α=28⁰.Статична вантажопідйомність С=37100 Н,динамічна вантажопідйомність С=48400 Н згідно ГОСТ 7260-70.

Тепер перевіряємо ресурс заново підібраних підшипників:

Довговічність підшипника черв’яка забезпечена.

4.4.8.2 Перевірка підшипника вала черв’ячного колеса.

Спочатку визначаємо осьові складові радіальних навантажень:

-  Для опори С:

-  Для опори D:

Визначимо осьові навантаження при

Перевірка:

Навантаження на підшипник відповідно дорівнює:

-на підшипник С:

- на підшипник D:

В подальшому розрахунок виконується для більш навантаженого підшипника опори D.

Визначаємо відношення:

Визначимо еквівалентне динамічне навантаження на підшипник D за формулою:

Визначимо розрахунковий ресурс підшипників в годинах визначаємо за формулою:

Довговічність підшипника вала забезпечена.