Расчет подшипников тихоходного вала.

Предварительно выбираем подшипник № 210 - легкой серии (таблица 4 (3)).

d - диаметр внутреннего кольца, d = 50 мм;

D - диаметр наружного кольца, D = 90 мм;

B - ширина, B = 20 мм;

m - масса, m = 0,47 кг;

C - динамическая грузоподъемность, C = 35100 Н;

C₀- статическая грузоподъемность, C₀ = 19800Н.

 

Определяем коэффициент соотношения осевой и радиальной нагрузки:

Промежуточные значения e и Y вычислим способом линейной интерполяции:

                       

где - расчетное отношение;

-ближайшее меньшее значение табличного интервала и соответст-        

        вующие ему значения e ₁ и Y ₁;

- ближайшее большее значение табличного интервала и соответст-

         вующие ему значения e ₂ и Y ₂.

 

 

 

 

                         

Поскольку долговечность должна быть предельной, воспользуюсь рекомендациями таблицы 11 (3) для редукторов общего назначения

L_h = 12000час

Найдем потребную динамическую грузоподъемность по формуле:

     

Недогрузка подшипника:

 

Поскольку по динамической грузоподъёмности почти 40% запаса, проверим возможность установки подшипника особолёгкой серии.

Выбираем подшипник № 110 - особолегкой серии (таблица 4 (3)).

d - диаметр внутреннего кольца, d = 50 мм;

D - диаметр наружного кольца, D = 80 мм;

B - ширина, B = 16 мм;

m - масса, m = 0,25 кг;

C - динамическая грузоподъемность, C = 21600 Н;

C₀- статическая грузоподъемность, C₀ = 13200Н.

 

Определяем коэффициент соотношения осевой и радиальной нагрузки:

Промежуточные значения e и Y вычислим способом линейной интерполяции:

                       

где - расчетное отношение;

-ближайшее меньшее значение табличного интервала и соответст-        

        вующие ему значения e ₁ и Y ₁;

- ближайшее большее значение табличного интервала и соответст-

         вующие ему значения e ₂ и Y ₂.

 

 

 

 

                          

 

Поскольку долговечность должна быть предельной, воспользуюсь рекомендациями таблицы 11 (3) для редукторов общего назначения

L_h = 12000час

Найдем потребную динамическую грузоподъемность по формуле:

 

Следовательно, недогрузка. Условие удовлетворяется.

Расчёт шпоночных соединений.

    В качестве передачи вращающего момента применим призматическую шпонку скруглёнными концами.

Определяем расчётную длину призматической шпонки:

 

 

где lp - расчётная длина шпонки, мм;

      Т – крутящий момент, Н х м;

      d - диаметр вала, мм;

      (h – t₁) – высота грани шпонки в ступице, работающая на смятие, мм;

   - допускаемое напряжение смятия. При стальной ступице 

                

 

Определяем длину призматической шпонки:

 

где l - длина шпонки, мм;

      lp - расчётная длина шпонки, мм;

 b - ширина шпонки, мм;      

 

 

где dср – диаметр в среднем сечении конического участка, мм;

d – диаметр вала, мм;

 l – длина конического участка, мм.

 

 

Расчёт шпоночных соединений быстроходного вала.

 

 

 

Согласно ГОСТ 23360 – 78 принимаем:

Шпонка 10 х 8 х 30

 

 

Расчёт шпоночных соединений тихоходного вала.

 

 Расчет шпонки под муфту: 

 

Согласно ГОСТ 23360 – 78 принимаем:

Шпонка 18 х 11 х 50

 

 

Расчет шпонки под колесо: 

 

 

 

Согласно ГОСТ 23360 – 78 принимаем:

Шпонка 12 х 8 х 70

Прочность на смятие шпонок обеспечена. 

 

 

Уточнённый расчёт валов.

Материалом для вала назначим легированную сталь 40Х.

Марка стали	Механические характеристики, Н/мм2
	sв	sт	iт	s-1	i-1
40Х	900	750	450	410	240

 

Определим расчётный коэффициент запаса прочности и сравним с допустимым значением:

где S - расчётный коэффициент запаса прочности;

S_s - коэффициент запаса по нормальному напряжению;

S_i - коэффициент запаса по касательному напряжению.

 

                              

 

где S_s - коэффициент запаса по нормальному напряжению;

S_i - коэффициент запаса по касательному напряжению;

s_-1- предел выносливости гладких образцов при симметричном  

        цикле изгиба;

i_-1 - предел выносливости гладких образцов при симметричном  

        цикле кручения;

К_s и К_i - эффективные коэффициенты концентрации 

                 напряжений. К_s = 1,7; К_i = 2,05.

К_d – коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного

         сечения. К_d = 0,73.

К_F – коэффициент влияния шероховатости. К_F = 1,15.

s_а – амплитуда напряжения цикла в опасном сечении.

                    s_м  = 0 

i_а – амплитуда напряжения цикла в опасном сечении.

              i_м = 0

       

5,7 ³ 5,0

 

 

Выбор муфты.

 

При монтаже приводных установок необходимо обеспечивать соосность соединяемых валов. Для этого применяют различные муфты. Нередко от муфты требуется комплекс свойств. В этом случае муфты объединяют - такие муфты называют комбинированными. Для данного редуктора применяем комбинированную муфту.

    Муфты обычно передают только крутящий момент. Но вследствие неизбежной несоосности валов при сборке узлов привода муфты дополнительно нагружают вал силой Fм. Силу, возникающую вследствие несоосности валов при сборке узлов привода муфты определяют по формуле:

 

 

где Fм – сила, возникающая вследствие несоосности валов при сборке узлов                           

          привода муфты, Н;

Т – крутящий момент, Н х м;

d_м – диаметр расположения элементов муфты, с помощью которого 

        передаётся крутящий момент, мм.