2.5 Силы в зацеплении

Окружная сила F_t = = 6,985 кН

Распорная сила F_r = F_t = 2,550 кН

Осевая сила F_а = F_t tg = 1,181 кН

3.Расчет валов

3.1. Предварительный расчет валов:

Быстроходный вал

Быстроходный вал имеет ступенчатую форму и состоит из семи участков.

Расчет выполняется на кручение по пониженным допускаемым напряжениям [τ_k] = 10 МПа.

Ориентировочно определим диаметр вала в опасном сечении, мм

d_хв = (0.8…0.9)d_d = 49.5 мм;

Т – крутящий момент в опасном сечении вала.

Полученное значение округлим до ближайшего числа из ряда на с.8 [2]:

d_хв =50 мм

где, d_d – диаметр вала;

d_п=d_хв +(2…5)= 55 мм;

Тихоходный вал

Расчет выполняется на кручение по пониженным допускаемым напряжениям [τ_k]=10 МПа. Ориентировочно определим диаметр вала в опасном сечении, мм

d_хв=== 71,9 мм;

Т – крутящий момент в опасном сечении вала.

Полученное значение округлим до ближайшего числа из ряда на с.8[2]:

d=71 мм;

d_п=d_хв +(2…5)= 75 мм;

d_к=d_п+(3…10)= 80 мм;

d_к и d_п выбираем в соответствии с ГОСТ 6636 – 69

4.Выбор подшипников качения

Предварительный выбор подшипника осуществляют по диаметру участка вала, предназначенного для установки подшипника. Используем радиально-шариковые подшипники ГОСТ 8378 – 75 легкой серии.

4.1. Расчет подшипников быстроходного вала.

Исходные данные

Расчет подшипника выполняем для наиболее нагруженной опоры.

Подшипник № 211

Размеры подшипника: d = 50 мм, D = 100 мм, B = 21 мм

Динамическая грузоподъёмность C = 43,6 кН

Статическая грузоподъёмность C₀ = 29 кН

Радиальная нагрузка на подшипник F_r = 2,55 кН

Осевая нагрузка на подшипник F_a = 1,181 кН

Частота вращения кольца подшипника n = 731,25 об/мин

Проверка работоспособности

Эквивалентная динамическая нагрузка:

P = K_б K_Т (XVF_r + YF_a),

где X - коэффициент радиальной нагрузки;

Y - коэффициент осевой нагрузки;

K_б=1.3 – коэффициент безопасности (табл.9 [2]);

K_Т - температурный коэффициент,

K_Т=1 при температуре подшипникового узла T <100;

V – коэффициент вращения,

V=1 при вращении внутреннего кольца подшипника.

Для шарикоподшипников радиальных однорядных параметр осевого нагружения e определяют по формуле из табл.10 [2]

е =0.518= 0.518(1,181/29)^0.24= 0,24

Если e следует принять X=1, Y=0.

При >e для этих подшипников принимают X = 0.56, Y = .

Окончательно получим = = 0,56 > e

X =0,56 Y = 1,8

P = 1,3^.1(1^.0,56^.2,110 + 1,181^.1,8) = 4,299кН

Долговечность подшипника при максимальной нагрузке, ч:

L_h== = 23759,8 ч L_тр

где m=3 показатель степени кривой усталости для шарикоподшипников.

Если задан типовой режим нагружения, то эквивалентная долговечность подшипника

L_тр = 10000 ч.

Долговечность обеспечена