валу
На вал діють сили від зубчастої прямозубой передачі і консольна сила від ланцюгової передачі.
Крутний момент на валу T=2069,25 Нм.
Сили, що діють в зубчастому зачепленні:
Окружна: Ft=8620,9 Н.
Радіальна: Fr=3138 Н.
Консольна сила, що діє на вихідний кінець вала від ланцюгової передачі згідно ГОСТ Р 50891-96 складе:
FK=250=250=10393,8 Н.
Розміри згідно компоновочной схемою:
L13=80 мм; L14=80 мм. L4=100 мм.
Визначимо реакції в опорах з рівнянь статики.
Розглянемо дію сил в площині Y0Z.
SMx (D)=0 (L4 + L13 + L14) -RBy (L13 + L14) + FrL14=0
Звідси RBy=(FrL14 + FK (L4 + L13 + L14))/(L13 + L14)=(3138 * 80 + 10393,8 * (100 + 80 + 80))/(80 + 80)=18458, 9 Н.
SMx (B)=0
RDy (L13 + L14) -FrL13 + FKL4=0
Звідси
RDy=- (FrL13-FKL4)/(L13 + L14)=- (3138 * 80-10393,8 * 100)/(80 + 80)=4927,1 Н.
Побудуємо епюру згинальних і крутних моментів у розглянутій площині.
=-FKL4=- 10393,8 * 0,1=- 1039,4.
MC=-FK (L4 + L13) + RByL13=- 10393,8 (0,1 + 0,08) + 18458,9 * 0,08=- 394,2 Н * м.
MD=0.
Розглянемо дію сил в площині X0Z.
SMy (D)=0
RBx (L13 + L14) + FtL14=0
Звідси RBx=FtL14/(L13 + L14)=8620,9 * 0,08/(0,08 + 0,08)=4310,5 Н.
SMx (B)=0 (L13 + L14) -FtL13=0
Звідси RDx=FtL13/(L13 + L14)=8620,9 * 0,08/(0,08 + 0,08)=4310,5 Н.
Побудуємо епюру згинальних і крутних моментів у розглянутій площині.
=MB=0.
MC=RBxL13=4310,5 * 0,08=344,8 Н * м.
MD=0.
Малюнок 6 - Епюри згинаючих і крутного моментів, що діють на вал
Сумарні реакції в опорах складуть:
===18955,5 Н.
RD===6546,5 Н.
Згідно побудови епюр визначимо еквівалентні моменти для небезпечного перерізу в точці B (шийка підшипника кочення).
екв=+ T=+ 2069,25=3108,6 Н * м.
Попередньо приймаємо матеріал вала - Сталь 45. Розраховуємо допустимий діаметр валу, виходячи з допустимої напруги на кручення ([?]=100 МПа) для матеріалу вала за формулою:
d? == 0,068 м=68 мм.
Прийняті раніше діаметри ведучого вала більше допустимих розрахункових діаметрів, отже, умова міцності виконується.
8. Підбір і розрахунок підшипників на довговічність
. 1 Підбір та розрахунок підшипників швидкохідного валу
Зробимо розрахунок підшипника для опори в точці B, як найбільш навантаженої (радіальне навантаження в опорі R=2446 Н). Враховуючи умови роботи валу редуктора (відсутність осьової сили) для опор попередньо вибираємо підшипник кульковий однорядний по ГОСТ 8338-75 №209 (d=45мм, D=85мм, B=19мм, C=33,2кH).
Визначимо еквівалентну навантаження за формулою:
е =? E? R? V? K? ? KT
Де K? =1,3 - коефіцієнт безпеки (режим роботи з помірними поштовхами);
KT=1,0 - температурний коефіцієнт (робота підшипника при t lt;).
V=1,0 коефіцієнт обертання (при обертанні внутрішнього кільця).
? E - коефіцієнт враховує графік навантаження:
? E===0,771
Тоді
ВЕ=0,771 * 2446 * 1,0 * 1,3 * 1,0=2451,6 Н.
Кількість обертів вала n=727 об/хв.
Довговічність роботи підшипника визначимо за формулою:
L=a23? () 3=0,75 * () 3=22701,3 ч.
де a23=0,75 - коефіцієнт, що враховує якість металу кілець (для шарикопідшипників).
Розрахункова довговічність підшипника більше терміну служби редуктора Lh=7621,2 ч отже обраний підшипник задовольняє умовам експлуатації.
. 2 Підбір і розрахунок підшипників проміжного вала
Зробимо розрахунок підшипника для опори в точці B, як найбільш навантаженої (радіальне навантаження в опорі R=6198,5 Н). Враховуючи умови роботи валу редуктора (відсутність осьової сили) для опор попередньо вибираємо підшипник кульковий однорядний по ГОСТ 8338-75 №211 (d=55мм, D=100мм, B=21мм, C=43,6 кH).
Визначимо еквівалентну навантаження за формулою:
е =? E? R? V? K? ? KT=0,771 * 6198,5 * 1,0 * 1,3 * 1,0=6212,8 Н.
Кількість обертів вала n=145,4 об/хв.
Довговічність роботи підшипника визначимо за формулою:
L=a23? () 3=0,75 * () 3=29712,8 ч.
Розрахункова довговічність підшипника більше терміну служби редуктора Lh=7621,2 ч отже обраний підшипник задовольняє ум...
