- •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
6.2.1 Расчётная схема ведомого вала редуктора
Определим реакции в подшипниках, построим эпюры изгибающих и крутящих моментов.
Дано: Ft=5360,12 H; Fr=4212,09 H; Fa=1382,37 H; Fц=5603,39 Н;
l1=0,11432 м; l2=0,16896 м; lц=0,10488 м; d=0,21854 м.
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:
, + -
,
Проверка: ,
б)Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Z в характерных сечениях 1…4, Н*м:
МХ1=0 Н*м,
МХ2= = 1979,04*0,11432= 226,24 Н*м
МХ3=0
МХ2’= Н*м;
Горизонтальная плоскость xOz:
а) Определим опорные реакции, Н:
, ,
.
, ,
.
Проверка: ,
б)Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в характерных сечениях 1…4, Н*м:
МY1=0 Н*м,
МY2= ,
МY4=0 Н*м,
МY3= .
Строим эпюру крутящих моментов МХ ,Н*м:
МХ=Ft* =5360,12*(0,21854/2)=558,7 Н*м.
Определим суммарные радиальные реакции, Н:
RС=
RD=
Определим суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженых сечениях, Н*м:
М2=
М3=М3Y
6.2.2 Проверочный расчет подшипников ведомого 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 ;
n2= n1/Uкон.ред.=727/4=181,75 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 враспор установлены подшипники 7513. Для определения эквивалентной нагрузки необходимо определить параметры подшипника и его работы:
Х=0,4 – коэффициент радиальной нагрузки, [3,с.141,табл.9.1]
Y=1,624 – коэффициент осевой нагрузки [3,с.437,табл.К29],
е=0,369 – коэффициент влияния осевого нагружения [3,с.437,табл.К29],
RS1=0,83*е* Rr1 – осевые составляющие радиальной нагрузки для 1 подшипника,
где Rr1= RD=5949,45 Н – радиальная нагрузка подшипника,
RS1=0,83*0,369*5949,45=1822,14 Н
RS2=0,83*е* Rr2 – осевые составляющие радиальной нагрузки для 2 подшипника, где Rr2= RС=5630,81 Н
RS2=;0,83*0,369*5630,81=1724,55 Н
По таблице [3,с.148,табл.9.6] определим осевые нагрузки Rа1 и Rа2:
Так как RS1=1822,14 > RS2=1724,55 и Fа > 0 ,то
Rа1= RS1=1822,14 Н,
Rа2= Rа1+ Fа=1822,14+1382,37=3204,51 Н.
Сr=119,0 КН -базовая динамическая грузоподъёмность [3,с.437,табл.К29],
С0r=98,0 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)=1822,14/(1*5949,45)=0,306 <е [3,с.142,табл.9.1],
Rа2/(V* Rr2)= 3204,51/(1*5630,81)=0,569 >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*5949,45*1,2*1=7139,34 Н [3,с.142,табл.9.1],
=(X*V* Rr2+Y* Rа2) * Кб* КТ [3,с.142,табл.9.1],
=(0,4*1*5630,81+1,624*3204,51)*1,20*1=8947,74 Н.
В) Определим динамическую грузоподъёмность по большей эквивалентной нагрузке: >
Сrр= 25132,12 Н
Сrр=25132,12 Н < Сr=119000 Н, такое соотношение расчетной и базовой грузоподъёмностей вполне приемлемо.
Г) Определим долговечность подшипника:
L10h= 3,33= 3,33=354681,28 часов
L10h= часов > =2000 часов.
Подшипник 7513 пригоден для установки на тихоходный вал редуктора.