2.8. Подбор подшипников.

2.8.1. Для червяка.Частота вращения входного вала n=675об/мин требуемый ресурс L_{h тр} = 8245 ч. Рабочая температура до 40 С. Предварительно назначены подшипники роликовые конические 7205А,из таблицы [5 с 421] выписываем: d = 25 мм, D = 52 мм,

Сг = 292000 Н, е=0.37 Y=1.6

Из условия равновесия вала:

от сил, действующих в вертикальной плоскости, F_r

Выбираем Х = 0.37 и Y =1.6 [5 с. 106]

Рассчитаем приведенную нагрузку первого подшипника:

Rs₁ = 0.83e F_r1=0.83·0.37·1129=346.9Н

Rs₂ = 0.83e F_r2=0.83·0.37·489=150,17Н

Осевые силы нагружающие подшипник:

Rа₂ = Rs₂ = 150,17Н

Rа₁ = Rа₂-Fа₁ = 150,17+3293=4793.17Н

Эквивалентная динамическая нагрузка:

R_Е1=(VX F_r1 +Y Rа₁ )K_БК_Т=(1·1·1129+1.6·4793)1,4·1=12316Н

R_Е2=VX F_r2K_БК_Т=1·1·489·1,4·1=684,6Н

Ресурс подшипника:

L_10ah = a₂₃(Cr/R_E)^p 10⁶/60n=0.6(29200/12316)^3.33(10⁶/60·675)=253.8ч

Полученный ресурс на порядок меньше заданного, поэтому выбираем конические роликовые подшипники с большим углом конусности 1027305А. Данные подшипники устанавливают по два из-за высокой чувствительности к к осевому зазору, они образуют фиксирующую опору, поэтому переходим от схемы у становки в распор к схеме с фиксирующей и плавающей опорой.

Фиксирующая опора 2х1027305А:

Cr=35800

Сrсум =1.74·Cr=61361.2 292000 Н, е=0.83 X=0.67 Y=1.21

R_Е1=(VX F_r1 +Y Rа₁ )K_БК_Т=(1·0.67·1129+1.21·4793)1,4·1=9178.3Н

L_10ah = a₂₃(Cr/R_E)^p 10⁶/60n=0.6(61361.2/9178.3)^3.33(10⁶/60·675)=8340ч

L_h1 > L_{h тр} , подшипники удовлетворяют поставленным требованиям

Плавающая опора:

Принимаем роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами 2305 Cr=28600Н

Эквивалентная нагрузка

R_Е2=V F_r2K_БК_Т=1·1·489·1,4·1=684,6Н

L_10ah = a₂₃(Cr/R_E)^p 10⁶/60n=0.6(28600/684,6)^3.33(10⁶/60·675)=37016ч

L_h1 > L_{h тр} , подшипники удовлетворяют поставленным требованиям

2.8.2. Для вала червячного колеса. Частота вращения входного вала n=13,5об/мин примем подшипники роликовые конические 7209А легкой серии. Из таблиц [5 с. 423] выписываем: d = 45 мм, D = 85 мм, Т = 21 мм,

e = 0.4, С = 84200 Н.

Из условия равновесия вала:

Выбираем Х = 0.37 и Y =1.6 [5 с. 106]

Рассчитаем приведенную нагрузку первого подшипника:

Rs₁ = 0.83e F_r1=0.83·0.37·2827=868.17Н

Rs₂ = 0.83e F_r2=0.83·0.37·2530=776,96Н

Осевые силы нагружающие подшипник:

Rа₁ = Rs₁ = 868,17Н

Rа₁ = Rа₂+Fа = 776,96+382,41=1159.3Н

Эквивалентная динамическая нагрузка:

R_Е1=(VX F_r1 +Y Rа₁ )K_БК_Т=(1·1·2530+1.6·1159,3)1,4·1=6138,8Н

Ресурс подшипника:

L_10ah = a₂₃(Cr/R_E)^p 10⁶/60n=0.6(84200/6138,8)^3.33(10⁶/60·675)=87472.8ч

2.9. Рассчитаем шпоночное соединение

2.9.1 Для входного вала с муфтой.

Шпонку выбираем призматическую по ГОСТ 23360-78. Размеры шпонки выбираем по таблице [7 с. 6]:

- сечение b  h = 4  4 мм;

- фаска 0.3 мм;

- глубина паза вала t₁ = 2.5 мм;

- глубина паза ступицы t₂ = 1.8 мм;

- длина l = 25 мм.

Ш понка призматическая со скругленными торцами. Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Напряжения смятия и условия прочности определяем по формуле:

При чугунной ступице []_см = 70…100 МПа.

Передаваемый момент Т = 9.6 Нм.

_см < []_см , следовательно, допустимо установить муфту из чугуна СЧ20

2.9.2 Рассчитаем шпоночные соединения для выходного вала.

Соединение вал-колесо.

Шпонку выбираем призматическую по ГОСТ 23360-78. Размеры шпонки выбираем по таблице [7 с. 6]:

- сечение b  h = 14  9 мм;

- фаска 0.5 мм;

- глубина паза вала t₁ = 5,5 мм;

- глубина паза ступицы t₂ = 3.8 мм;

- длина l = 50 мм.

Ш понка призматическая со скругленными торцами. Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Напряжения смятия и условия прочности:

При чугунной ступице []_см = 70…100 МПа.

Передаваемый момент Т = 404 Нм.

_см < []_см , следовательно, допустимо установить муфту из чугуна СЧ20

2.8.3. Соединение вала с муфтой

Шпонку выбираем призматическую по ГОСТ 23360-78. Размеры шпонки выбираем по таблице [7 с. 6]:

- сечение b  h = 10  8 мм;

- фаска 0.5 мм;

- глубина паза вала t₁ = 7 мм;

- глубина паза ступицы t₂ = 4,4 мм;

- длина l = 50 мм.

Ш понка призматическая со скругленными торцами. Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Напряжения смятия и условия прочности:

При чугунном центре колеса []_см = 70…100 МПа.

Передаваемый момент Т = 320 Нм.

_см < []_см , следовательно, допустимо центр червячного колеса изготовить из серого чугуна СЧ20