8. Підбір підшипників валів редуктора.

8.1 Швидкохідний вал.

8.1.1 З попередніх розрахунків і ескізного компонування:

F_t = 3525,7 Н, F_в = 1429,5 Н, F_а = 387,3 Н, F_r1 = 1224,3 Н, Т₂ = 151,2 Н м,

n₂ = 298,8 об/хв, d₁ = 85,77 мм, С₁ = 120 мм, l₁ = 103 мм, а₁ = 71 мм.

Ведучий вал редуктора зєднуємо з валом електродвигуна за допомогою

п асової передачі.

у_А

Рис. 8 Розрахункова схема ведучого валу

8.1.2 Складаємо розрахункову схему навантаження вала і визначаємо реакції опор. Вважаємо що пасова передача розташована горизонтально і сила від неї співпадає з напрямком колової сили

M_А = 0; у_ВС₁ - F_r1 a₁ + F_a d₁/2 = 0

586 Н

M_В = у_Ас₁ – F_r1 (c₁ + a₁) + F_a d₁/2 = 0

1810,3 Н

Перевірка

у = о; у_В – у_А + F_r1 = 586 – 1810,3 + 1224,3 = 0

У_А = 1810,3 Н, у_В = 586 Н.

8.1.3. Визначаємо реакції опор у горизонтальній площині.

У площині діють сили F_t та F_B.

M_А = 0; х_ВС₁ – F_t a₁ - F_B (l₁+c₁) = 0

4742,53 Н

M_B = 0; х_AС₁ – F_t (a₁ + c₁) - F_B l₁ = 0

6838,73 Н

Перевірка

х = о; х_В – х_А + F_t - F_B = 4742,53 – 6838,73 +3525,7 – 1429,5 = 0

х_А = 6838,73 Н, х_В = 4742,53 Н.

4. Визначаємо сумарні радіальні реакції опор.

= 7074,3 Н

4778,6 Н

5. Складаємо схему реакцій опор підшипників.

Рис. 9 Схема реакцій опор підшипників.

5. Визначаємо осьові складові реакцій опори підшипників.

Для попередньо прийнятого підшипника коефіцієнт е = 0,28

S₁ = 0,83F_RA∙e = 0,83 ∙ 7074,3 ∙· 0,28 = 1644 H;

S₂ = 0,83∙F_RB∙e = 0,83 ∙ 4778,6∙· 0,28 = 1110,5 H;

Складаємо сили S₁, S₂, F_a та знаходимо осьові складові реакції опори підшипників (стор. 217, схема 1 [ 5 ])

F_a1= S₁ = 1644 H;

F_a2= S₁ + F_a = 1644 + 387,3 = 2031,3 Н.

5. Визначаємо коефіцієнти що враховують дію радіальної та осьової складової реакції опори, для найбільш навантаженого підшипника.

< е = 0,28

де V = 1, так як обертається внутрішнє кільце підшипника.

Значення коефіцієнтів X = 1, Y = 0

0,43 > е = 0,28

де V = 1, так як обертається внутрішнє кільце підшипника.

Значення коефіцієнтів X = 0,4, Y = 1,75

5. Знаходимо еквівалентне навантаження на опори.

Р_екв = (X ∙ V ∙ F_R + Y ∙ F_a) ∙ К_б ∙ К_т;

де V = 1, так як обертається внутрішнє кільце підшипника;

К_т - коефіцієнт температури, К_т = 1,0 (табл. 9.20. [5])

К_б - коефіцієнт безпеки, К_б = 1,0 (табл. 9.19. [5]);

Р_E1 = (1 ∙ 1 ∙ 7074,3 + 0 ∙ 1644) ∙ 1 ∙ 1 = 7074,3 Н.

Р_E2 = (0,4 ∙ 1 ∙ 4778,6 + 1,75 ∙ 2031,3 ) ∙ 1 ∙ 1 = 5466,2 Н.

Подальший розрахунок ведемо по найбільш навантаженій опорі.

5. Визначаємо потрібну вантажопід’ємність.

C_потр. = Р_екв.max ∙ ;

де L_H - необхідна довговічність редуктора, L_H = 20 ·10³ годин

C_потр. = 7074,3∙ 41314 Н < 66000 Н

Умова виконується, попередній вибір роликопідшипника 7308 був вірним.

8.2. Тихохідний вал.

8.2.1 З попередніх розрахунків і ескізного компонування:

F_t = 3525,7 Н, F_r2 = 387,3 Н, F_а1 = 1224,3 Н, Т₃ = 452,8 Н м, n₃ = 94,9 об/хв,

d₂ = 266 мм, С₂ = 149 мм, l₂ = 172 мм, а₂ = 63 мм.

8.2.2 Розраховуємо радіальне консольне навантаження F_М яке діє на вихідному кінці валу

2660 Н

Направлення сили F_М невідоме. Воно може бути різним по відношенню до сил що діють в зубчастому зачепленні. Тому направлення реакції опор від сил F_М не співпадає з направленням реакції опор від сил в зачепленні тому їх розраховуємо окремо.

F_M

Рис. 10 Розрахункова схема веденого валу

8.2.3. Визначаємо реакції опор у горизонтальній площині.

У площині діє сила F_t

M_с = 0; х_d(С₂ +a₂) – F_t a₂ = 0

1047,7 Н

M_d = 0; - х_c (С₂ +a₂) + F_t c₂ = 0

2478 Н

Перевірка

х = о; х_c + х_d - F_t = 2478 + 1047,7 – 3525,7 = 0

x_c = 2478 Н, х_d = 1047,7 Н.

8.2.4. Визначаємо реакції опор у вертикальній площині.

У площині діють сили F_r2 та F_a2.

M_с = 0; у_d(c₂ +a₂) – F_r2 a₂ - F_a2 ·d₂/2 = 0

883,2 Н

M_d = 0; у_c(c₂ +a₂) + F_r2 c₂ - F_a2 ·d₂/2 = 0

495,9 Н

Перевірка

у = о; -у_c + у_d – F_r2 = -495,9 + 883,2 – 387,3 = 0

у_c = 495,9 Н, у_d = 883,2 Н.

8.2.5. Визначаємо реакції опор від консольної сили F_M.

M_d = 0; - R_ck(c₂ +a₂) + F_M (l₂ + c₂ +a₂) = 0

4818 Н

M_с = 0; - R_dk(c₂ +a₂) + F_M l₂ = 0

2158 Н

Перевірка

х = о; R_ck - R_dk - F_M = 4818 - 2158 - 2660 = 0

R_ck = 4818 Н, R_dk = 2158 Н.

6. Визначаємо сумарні радіальні реакції опор.

= 7345 Н

= 3528 Н

6. Складаємо схему реакцій опор підшипників.

Рис. 11 Схема реакцій опор підшипників.

6. Визначаємо осьові складові реакцій опори підшипників.

Для попередньо прийнятого підшипника коефіцієнт е = 0,33

S_c = 0,83F_Rc∙e = 0,83 ∙ 7345∙· 0,33 = 2012 H;

S_d = 0,83∙F_Rd∙e = 0,83 ∙ 3528∙· 0,33 = 966 H;

Складаємо сили S₁, S₂, F_a та знаходимо осьові складові реакції опори підшипників (стор. 217, схема 1 [ 5 ])

F_ac= S_c = 2012 H;

F_ad= S_c + F_a2 = 2012 + 1224,3 = 3236,3 Н.

6. Визначаємо коефіцієнти що враховують дію радіальної та осьової складової реакції опори, для найбільш навантаженого підшипника.

< е = 0,33

де V = 1, так як обертається внутрішнє кільце підшипника.

Значення коефіцієнтів X = 1, Y = 0

> е = 0,33

де V = 1, так як обертається внутрішнє кільце підшипника.

Значення коефіцієнтів X = 0,4, Y = 1,75

6. Знаходимо еквівалентне навантаження на опори.

Р_екв = (X ∙ V ∙ F_R + Y ∙ F_a) ∙ К_б ∙ К_т;

де V = 1, так як обертається внутрішнє кільце підшипника;

К_т - коефіцієнт температури, К_т = 1,0 (табл. 9.20. [5])

К_б - коефіцієнт безпеки, К_б = 1,0 (табл. 9.19. [5]);

Р_Ec = (1 ∙ 1 ∙ 7345 + 0 ∙ 2012) ∙ 1 ∙ 1 = 7345 Н.

Р_Ed = (0,4 ∙ 1 ∙ 3528 + 1,75 ∙ 3236,3 ) ∙ 1 ∙ 1 = 7075 Н.

Подальший розрахунок ведемо по найбільш навантаженій опорі.

6. Визначаємо потрібну вантажопід’ємність.

C_потр. = Р_екв.max ∙ ;

де L_H - необхідна довговічність редуктора, L_H = 20 ·10³ годин

C_потр. = 7345∙ 30408 Н < 107000 Н

Умова виконується, попередній вибір роликопідшипника 7311 був вірним.