- •7.3.2 Конструирование подшипниковых узлов
- •1. Выбор э/двигателя и кинематический расчет
- •1.1 Выбор э/двигателя
- •1.2 Определение частот вращения, мощностей и вращающих моментов на валах
- •2. Проектировочный расчет зубчатой передачи
- •Выбор материала зубчатых колёс и определение допускаемых напряжений
- •2.2 Определение основных геометрических параметров передачи
- •2.3 Определение сил в зацепление
- •Проверочный расчет зубчатой передачи
- •Проверочный расчет передачи на контактную выносливость
- •3.2 Проверочный расчет зубьев на изгиб
- •4. Предварительный расчет и конструировании валов редуктора
- •Расчёт и конструирование ведущего вала-шестерни
- •Расчёт и конструирование ведомого вала
- •Определение расстояния до внутренних стенок корпуса
- •5. Расчёт открытой передачи
- •6. Выбор подшипников и проверка их на долговечность
- •6.1.1 Расчётная схема ведущего вала редуктора.
- •6.1.2 Проверочный расчет подшипников ведущего вала на динамическую грузоподъёмность и долговечность.
- •6.2.1 Расчётная схема ведомого вала редуктора
- •6.2.2 Проверочный расчет подшипников ведомого вала на динамическую грузоподъёмность и долговечность
- •7. Уточнённый расчет элементов редуктора.
- •7.1 Конструирование зубчатого колеса.
- •7.2 Уточнённый расчёт валов редуктора.
- •7.2.1 Уточнённый расчет быстроходного вала.
- •7.2.2 Уточнённый расчет тихоходного вала
- •7.3 Конструирование подшипниковых узлов
- •7.3.1 Конструирование подшипниковых узлов ведущего вала
- •7.3.2 Конструирование подшипниковых узлов ведомого вала
- •7.4 Конструирование корпуса редуктора
- •Форма корпуса.
- •Фланцевые соединения.
- •3. Подшипниковые бобышки.
- •4. Детали и элементы корпуса редуктора.
- •7.5 Смазывание. Смазочные устройства редуктора.
- •8. Проверочные расчеты
- •8.1 Проверочный расчет шпонок
- •8.2 Проверочный расчет стяжных винтов подшипниковых узлов
- •8.3 Проверочный расчет валов
- •9. Технология сборки редуктора
- •Библиографический список
6. Выбор подшипников и проверка их на долговечность
6.1.1 Расчётная схема ведущего вала редуктора.
Определим реакции в подшипниках, построим эпюры изгибающих и крутящих моментов.
Дано: Ft=5360,12 H; Fr=1382,37 H; Fa=4212,33 H;
l1=0,03177 м; lб=0,08462 м; lM=0,10747 м; d=0,05464 м.
Определим величину силы, действующей на вал со стороны муфты FМ,Н:
FМ= [3,с.101,табл.6.2] ,где
и - моменты на быстроходном и тихоходном валах редуктора соответственно.
Примем FМ= .
Положение опор определяется с учётом особенностей конических роликовых подшипников, т.е. опоры располагаются на расстояние а от внешнего кольца подшипника. Определим реакции опор:
Вертикальная плоскость yOz:
а)Определим опорные реакции, Н:
; Fa*(d/2) - Fr*(l1+lб) – RAY*lб=0
RAY=
; Fa*(d/2) - Fr*l1 – RВY*lб=0
RВY=
Проверка: , -RAY+ RВY- Fr=
б)Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях 1…3, Н*м:
Мх1= =4212,09*(0,05464/2)=115,07 Н*м
Мх2= =115,07-1382,37*0,03177=71,15 Н*м
Мх3=0 Н*м.
Горизонтальная плоскость xOz.
а) Определим реакции опор:
; Ft*(l1+lб) - RAX*lб- FМ*lМ=0
RAX=
; Ft*l1 - RВX*lб + FМ*,(lб + lМ=0
RВX=
Проверка: ,
Ft - RAX + RВX - FМ=
б)Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в характерных сечениях 1…4, Н*м:
МY1=0 Н*м,
МY2= Ft*l1=5360,12*0,03177= 170,29 Н*м,
МY4=0 Н*м,
МY3=- FМ*lМ=-1202,33*0,10747=-129,21 Н*м.
Строим эпюру крутящих моментов, Н*м:
МК= МZ= Ft*(d/2)=5360,12*(0,05464/2)=146,44 Н*м.
Определим суммарные радиальные реакции, Н:
RA=
RВ=
Определим суммарные изгибающие моменты в наиболее наруеных сечениях, Н*м:
М2=
М3= МХ=95,55 Н*м.
6.1.2 Проверочный расчет подшипников ведущего вала на динамическую грузоподъёмность и долговечность.
Пригодность подшипника определяется сопоставлением расчетной динамической грузоподъёмности Сrр ,Н, с базовой Сr ,Н или базовой долговечностью L10h ,ч или L10 ,млн.оборотов с требуемой Lh ,ч по условиям:
Сrр ≤ Сr или L10h ≥ Lh [3,с.140]
Расчетная динамическая грузоподъёмность Сrр и базовая долговечность L10h определяется по формулам:
Сrр= [3,с.140] ,
L10h= 3,33 [3,с.140] ,
где: - эквивалентная динамическая нагрузка, Н;
-покозатель степени, -для роликовых подшипников [3,с.140];
=2000 часов – по условию задачи,
- коэффициент надёжности, при безотказной работе подшипника =90%, =1 [3,с.140];
- коэффициент, учитывающий влияние качества подшипника и качества его эксплуатации. При обычных условиях работы подшипника - для роликовых конических подшипников. [3,с.140]
Принимаем ;
об/мин – частота вращения внутреннего кольца подшипника.
Для определения Сrр , L10h и для роликовых подшипников следует учесть, что каждый подшипник вала испытывает свою осевую нагрузку Ra1 и Rа2, зависящую от схемы установки и соотношения осевой силы в зацеплении Fa и осевых составляющих радиальных нагрузок в подшипниках RS1 и RS2.Поэтому эквивалентная динамическая нагрузка рассчитывается для каждого подшипника и с целью определения наиболее нагруженной опоры.
На быстроходном валу редуктора врастяжку установлены подшипники 7211 врастяжку. Для определения эквивалентной нагрузки необходимо определить параметры подшипника и его работы:
Х=0,4 – коэффициент радиальной нагрузки, 3,с.141,табл.9.1]
Y=1,46 – коэффициент осевой нагрузки [3,с.437,табл.К29],
е=0,41 – коэффициент влияния осевого нагружения [3,с.437,табл.К29],
RS1=0,83*е* Rr1 – осевые составляющие радиальной нагрузки для 1 подшипника,
где Rr1= RВ=4815,73 Н – радиальная нагрузка подшипника,
RS1=0,83*0,41*4815,73=1638,79 Н
RS2=0,83*е* Rr2 – осевые составляющие радиальной нагрузки для 2 подшипника, где Rr2= RА=8916 Н
RS2=0,83*0,41*8916=3034,11 Н;
По таблице [3,с.148,табл.9.6] определим осевые нагрузки Rа1 и Rа2:
Так как RS1=1638,797 < RS2=3034,11 и Fа > RS2- RS1 ,то
Rа1= RS1=1638,79 Н,
Rа2= Rа1+ Fа= 1638,79+4212,09=5850,88 Н;
Сr=57,9 КН -базовая динамическая грузоподъёмность [3,с.437,табл.К29],
С0r=46,1 КН базовая статическая грузоподъёмность [3,с.437,табл.К29],
Кб=1,2…1,3 коэффициент безопасности, учитывает условия работы проектируемого механизма и возможные перегрузки [3,с.145,табл.9.43], примем Кб=1,20
КТ=1-температурный коэффициент [3,с.142,табл.9.1],
V=1 коэффициент вращения [3,с.142,табл.9.1].
А) Определим отношения:
Rа1/(V* Rr1)=1638,79/(1*4815,73)=0,34 <е [3,с.142,табл.9.1],
Rа2/(V* Rr2)=5850,88/(1*8916)=0,66 >е [3,с.142,табл.9.1],
Б) По соотношениям Rа1/(V* Rr1)<е и Rа2/(V* Rr2) >е для определения выбираем формулы:
= V* Rr1* Кб* КТ=1*4815,73*1,20*1=5778,88 Н [3,с.142,табл.9.1],
=(X*V* Rr2+Y* Rа2) * Кб* КТ [3,с.142,табл.9.1],
=(0,4*1*8916+1,46*5850,88)*1,20*1=13591,55 Н.
В) Определим динамическую грузоподъёмность по большей эквивалентной нагрузке: <
Сrр= 56887,34 Н
Сrр=56887,34 Н < Сr=57900 Н, такое соотношение расчетной и базовой грузоподъёмностей вполне приемлемо
Г) Определим долговечность подшипника:
L10h= 3,33= 3,33=2001,46 часов
L10h=2001,46 часов > =2000 часов.
Подшипник 7211 пригоден для установки на быстроходный вал редуктора.