Расчет подшипников быстроходного вала.

При разработке эскизной компоновки для быстроходного вала были приняты радиальные шариковые подшипники легкой серии 206, для которых динамическая грузоподъемность С = 15,3 кН, статическая грузоподъемность С₀ = 10,2 кН [4].

Номинальная долговечность подшипника [4]

                                                                 ,

где n – частота вращения вала, n = n₁ = 1455 об/мин;

t – общее число часов работы подшипника, t = 20000 ч.

Подставив значения параметров, получим:

                                      .

Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник определяется по формуле [4]

                                                   ,                         (13)

где ,  – радиальная и осевая нагрузка на подшипник,

X, Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузки,

V – коэффициент вращения; при вращении внутреннего кольца подшипника V = 1;

 – коэффициент безопасности, при спокойной нагрузке ;

 – температурный коэффициент; при рабочей температуре t < 125°C .

Радиальная и осевая нагрузки на подшипник определяются для наиболее нагруженной опоры. В данном случае это опора А (см. рис. 5), воспринимающая одновременно радиальную и осевую нагрузку. Обозначим ее цифрой 2 (рис.7).

Рис. 7. К расчету подшипников быстроходного вала

Радиальная F_r2 и осевая F_a2 нагрузки на опору 2:

где F_a – осевое усилие в зацеплении, R_Ax, R_Ay – составляющие реакций в опоре А в горизонтальной и вертикальной плоскости.

Для определения коэффициентов радиальной X и осевой Y нагрузки необходимо найти коэффициент осевого нагружения

                                                                 .

Поставляя значения С₀ и F_a2, находим

                                                        .

     Этой величине соответствует значение коэффициента осевого нагружения [4]

.

Далее определяется отношение

                                               .

      В этом случае коэффициенты радиальной и осевой нагрузки будут равны [4]

                                                                 

Подставив значения параметров в формулу (13), получим

                 .

Подстановка значений P и L в формулу (12) дает

                                          .

Условие подбора подшипников выполнено, так как

                                                 .

Расчет подшипников тихоходного вала.

При разработке эскизной компоновки для тихоходного вала были приняты радиальные шариковые подшипники легкой серии 208, для которых С = 25,6 кН;
С₀ = 18,1 кН [4].

Проверка подшипников выполняется по методике, изложенной в п.п. 6.1.

Номинальная долговечность подшипника

                                   .

Как и для подшипников быстроходного вала, принимаем коэффициент вращения
V = 1, коэффициент безопасности , температурный коэффициент .

Радиальная и осевая нагрузки на подшипник определяются для наиболее нагруженной опоры D (см. рис. 6), воспринимающей одновременно радиальную и осевую нагрузку. Обозначим ее цифрой 2 (рис. 8).

Рис. 8. К расчету подшипников тихоходного вала

 

Радиальная F_r2 и осевая F_a2 нагрузки на опору 2:

где F_a – осевое усилие в зацеплении, R_Dx, R_Dy – составляющие реакций в опоре D в горизонтальной и вертикальной плоскости.

Отношению F_a2 к С₀

                                                        

соответствует значение коэффициента осевого нагружения [4]         

.

Отношение

                                                ,

а коэффициенты радиальной и осевой нагрузки в этом случае будут равны [4]

                                                                 

Подставив значения параметров в формулу (13), находим эквивалентную динамическую нагрузку на подшипник

                 .

Подстановка значений P и L в формулу (12) дает

                                        .

Условие подбора подшипников выполнено:

                                                 .

 

Расчет шпоночных соединений