Расчет подшипников редуктора

 

Расчет подшипников осуществляется по динамической грузоподъемности.

Подшипник подбираем по условию: ,

где -расчетное значение динамической грузоподъемности, Н;

-динамическая грузоподъемность подшипника, взятая из каталога.

Динамическую грузоподъемность определяем по формуле:

 

 

Здесь -число миллионов оборотов,

ч. - расчетный ресурс,показатель степени, равный для шарикоподшипников 3, для роликоподшипников ,частота вращения,

 

.

 

-коэффициент, вводимый при необходимости повышения надежности;

-коэффициент, учитывающий качество материала подшипника, смазку и условия эксплуатации.

-эквивалентная нагрузка.

Эквивалентную нагрузку для радиально-упорных подшипников определяем по следующей формуле:

 

,

 

где  - радиальная и осевая составляющие нагрузки, -коэффициент вращения. при вращении внутреннего колеса. =1-коэффициент безопасности, учитывающий характер нагружения. (Для нагрузки с умеренными толчками). =1-температурный коэффициент.  - коэффициенты радиальной и осевой нагрузок. Выбираем по справочнику. Следовательно, для нашего случая .  (Н)

Для определения нагрузок, действующих на опоры, вал на подшипниках, установленных по одному в опоре, заменяют балкой с одной шарнирно-подвижной и одной шарнирно-неподвижной опорой.

На валу установлено прямозубое коническое колесо (рис.3).

 

рис.3

 

Силы, действующие в зацеплении:  (Н),  (Н),  (Н).

Геометрические размеры:

 

 (мм),  (мм),  (мм),  (мм).

Тогда,  (Нм),

,

 (Н).

,

 (Н).

 

. Рассчитаем эквивалентную нагрузку для опоры А:

 

,

 

где  - радиальная нагрузка,

 

 (кН).

 

Следовательно,

 

 (кН).

 

Из каталога, по рассчитанной динамической грузоподъемности , выбираем стандартный радиально-упорный подшипник:

Тип подшипника: 7609 ГОСТ333-71.

 (мм),  (мм),  (мм), (мм), (мм), (мм),  (кг), (мм), (мм.)

. Рассчитаем эквивалентную нагрузку для опоры B:

 

,

 

где  - радиальная нагрузка,

 

 (кН).

 

Следовательно,

 

 (кН).

 

Из каталога, по рассчитанной динамической грузоподъемности , выбираем стандартный радиально-упорный подшипник:

Тип подшипника: 7609 ГОСТ333-71.

 (мм),  (мм),  (мм), (мм), (мм), (мм),  (кг), (мм), (мм.)

Расчет шлицов

 

Шлицевые соединения - это многошпоночные соединения со шпонками, выполненными заодно с валом или ступицей.

В данном механизме используются прямобочные зубчатые (шлицевые) соединения. Размеры зубьев аналогично шпонкам выбирают по таблицам в зависимости от диаметра вала. Боковые поверхности зубьев испытывают напряжения смятия, а в основании - среза и изгиба. Для зубьев стандартного профиля решающее значение имеют напряжения смятия.

Расчет шлицов на смятие:

 

,

 

где  - усилие на один зуб, Н;

 - площадь смятия, мм ;

 - вращающий момент, ;

 - число зубьев;

 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения усилий между зубьями;

Для прямобочных зубьев:

 

-средний диаметр зубьев с прямоточным профилем;

-высота поверхности контакта зубьев;

 

-фаска.

 

Рис.4.

 

Из условия ограничения износа зубьев должно выполняться условие

 

,

 

где  - действительные напряжения смятия на рабочих поверхностях зубьев, определенные при расчетах на смятие;  - средние условные допускаемые напряжения износа при расчете неподвижных зубчатых соединений, МПа;  - коэффициент, учитывающий число циклов нагружений зубьев соединений, то есть суммарное число оборотов соединения за время эксплуатации.

В соответствии с ГОСТ 21425-75 коэффициент , отражающий неравномерность распределения нагрузки по зубьям, в самом выражении для вычисления усилия не учитывают, то есть принимают , а учет неравномерности распределения нагрузки по зубьям производят введением соответствующего коэффициента в выражение для определения допускаемых напряжений.

Из приведенных выше формул определяют рабочую длину соединения, мм:

 

.

 

Допускаемые напряжения для расчета зубчатых соединений на смятие - , где  - допускаемый запас прочности для закаленных рабочих поверхностей.

А) Для Вала, на котором расположена шестерня, зададимся материалом 18ХГТ ( МПа), то получим следующее значение допускаемых напряжений:

 

 (МПа).

 

Допускаемые условные средние напряжения износа (при ) - МПа. Рассчитываем шлиц:

Наружный диаметр вала равен 45 (мм);

Внутренний диаметр вала равен  (мм;)

Внутренний диаметр вала равен наружному диаметру шлицевого соединения.

Параметры стандартного соединения в мм:

 

 

Условное обозначение:

 

.

 

Расчет на смятие:

 

 (мм);

 (мм);

 (мм).

 

Конструктивно принимаем  (мм).

Б) Для Вала, на котором расположено колесо, зададимся материалом 40Х ( МПа), то получим следующее значение допускаемых напряжений:

 

 (МПа).

 

Допускаемые условные средние напряжения износа (при ) - МПа.

Рассчитываем шлиц:

Наружный диаметр вала равен 45 (мм);

Внутренний диаметр вала равен  (мм;)

Внутренний диаметр вала равен наружному диаметру шлицевого соединения.

Параметры стандартного соединения в мм:

 

 

Условное обозначение:

 

.

 

Расчет на смятие:

 

 (мм);

 (мм);

 (мм).

 

Конструктивно принимаем  (мм).

Расчет проушин

 

рис.5.

Проушина №1

 

Примем материал для проушины и оси: 30ХГСА ( МПа).

Коэффициент заполнения оси материалом: кН (см. рис.3).

 

Условие среза болта (оси)

 

,

где МПа;

м.

 

Принимаем м.

 

Условие смятия болта

 

МПа;

м.

 

Принимаем В =5мм.