6 Расчет подшипников промежуточного вала на долговечность
6.1
Исходные данные: частота вращения
промежуточного вал nп=289,4мин-1,диаметр
посадочных поверхностей вала dп=45мм,
на опоры вала действуют радиальные силы
Fr1=5443,46Н,
Fr2=6973,3Н,
осевая сила F
=608Н,
осевая сила F
=0Н
в зацеплении тихоходной передачи;
внешняя осевая сила FА=
F
- F
=
0-608=-608Н; требуемая долговечность Lh=
11037,6ч;при вероятности безотказной работы
90%. Режим работы переменный значение
коэффициентов а1=1;
а2=0,6;
а3=0,3;
b1=0,2;
b2=0,5;
b3=0,3;
1. Опоры вала нагружены радиальной и осевой силами. Чтобы обеспечить точное положение вала и повышенную жесткость опор назначаем, учитывая диаметр посадочной поверхности вала dп=45мм, шариковые радиально-упорные подшипники 46309.
Составляем расчетную схему:
2.
Для подшипника 46309 находим Сr=61,4кН,
е=0,68,
.
3. С учетом схемы нагружения подшипников присваиваем правой опоре номер 1, левой 2.
4.
Определяем осевые составляющие от
радиальных нагрузок
Находим осевые силы, нагружающие подшипники, т.к
S2=4741,8Н>S1=3701,55Н,
;
Принимаем
.
5. Определяем отношение FА/ V Fr:
для
подшипника 1:
;
для
подшипника 2:
;
Определяем коэффициенты X и Y:
для подшипника 1: X1= 0,41, Y1=0,87;
для подшипника 2: X2= 1, Y2=0.
6.
Принимаем в соответствии с условием
эксплуатации: коэффициент вращения:
V=1;
коэффициент безопасности:
;
температурный коэффициент:
,
т.к.
.
7. Определяем эквивалентную динамическую нагрузку
;
т.к Р2>Р1, то подшипник опоры 2 более нагружен.
8. Определяем приведенную эквивалентную динамическую нагрузку с учетом переменного режима нагружения:
9.
Принимаем значение коэффициентов:
коэффициент степени надежности:
,
т.к. степень надежности 90%, коэффициент
эксплуатации:
т.к. обычные условия эксплуатации; m
=3, т.к. шариковые подшипники.
10.
Определяем расчетную долговечность
(ресурс) для подшипника наиболее
нагруженной опоры 2:
Поэтому предварительно назначенный подшипник 46309 пригоден.
10
Расчёт шпоночного соединения
Тихоходный вал:
Для диаметра вала 67мм выбираем призматическую шпонку с размерами:
b=20 мм h=12мм
Расчётная длинна шпонки:
,где
T-
вращающий момент,
;
d-диаметр
вала, мм;
-
высота грани шпонки в ступице, мм;
;
Для шпонки со скругленными торцами
Конструкция ступицы позволяет применить более длинную шпонку, поэтому из стандартного ряда длин шпонок принимаем:
;
Проверочный расчёт:
Т.к. скруглённые торцы шпонки не работают, то в проверочном расчёте принимаем длину шпонки:
Условие прочности выполняется.
Промежуточный вал:
Для диаметра вала 50мм выбираем призматическую шпонку с размерами:
b=14 мм h=9мм
Расчётная длинна шпонки:
,где
T-
вращающий момент,
;
d-диаметр
вала, мм;
-
высота грани шпонки в ступице, мм;
;
Для шпонки со скругленными торцами
Конструкция ступицы позволяет применить более длинную шпонку, поэтому из стандартного ряда длин шпонок принимаем:
Проверочный расчёт:
Т.к. скруглённые торцы шпонки не работают, то в проверочном расчёте принимаем длину шпонки:
Условие прочности выполняется.