2.5 Усилие в зацеплении

Окружная сила F_t = = 12566 Н

Распорная сила F_r = F_t = 4681 Н

Осевая сила F_а = F_t tg = 2743 Н.

3.Расчет валов.

3.1. Ориентировочный расчет валов

Быстроходный вал

Быстроходный вал имеет ступенчатую форму и состоит из семи участков.

d=== 64.64 мм;

[τ] = 10 МПа.

Т – крутящий момент в опасном сечении вала.

Полученное значение округлим до ближайшего числа из ряда:

d=65 мм;

d= d +(5…10)= 70 мм.

Тихоходный вал

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

d=== 73,5 мм;

Т – крутящий момент в опасном сечении вала.

Полученное значение округлим до ближайшего числа из ряда:

d=75 мм;

d= d+(5…10)= 80 мм;

d_к= d+(5…12)= 85 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 № 214

Размеры подшипника: d = 70 мм, D = 125 мм, B = 24 мм

Динамическая грузоподъёмность C = 60500 Н

Статическая грузоподъёмность C₀ = 45000 Н

Радиальная нагрузка на подшипник F_r = 11122 Н

Осевая нагрузка на подшипник F_a = 2743 Н

Частота вращения кольца подшипника n = 187,5 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;

K_Т - температурный коэффициент,

K_Т=1 при температуре подшипникового узла T <100;

V – коэффициент вращения,

V=1 при вращении внутреннего кольца подшипника.

Параметр осевого нагружения e определяют по формуле:

е =0,28= 0,27

=18,7 – 14,2Сos=18.7 – 14.21=15

Если e следует принять X=1, Y=0

Если >e следует принять X = 0.56, Y =

Окончательно получим = = 0,24e

X =1 Y =0

P = 1,3^.1(1^.1^.11122 + 0) = 14458,6 Н

Долговечность подшипника при максимальной нагрузке, ч:

L_h=; L_h == 6512,3 ч L

где m=3 показатель степени кривой усталости для шарикоподшипников.

Если задан типовой режим нагружения, то эквивалентная долговечность подшипника

L = 12500 ч.

Долговечность не обеспечена.

Выберем подшипник средней серии N 314

Размеры подшипника: d = 70 мм, D = 150 мм, B = 35 мм

Динамическая грузоподъёмность C = 104000 Н

Статическая грузоподъёмность C₀ = 63000 Н

Радиальная нагрузка на подшипник F_r = 11122 Н

Осевая нагрузка на подшипник F_a = 2743 Н

Частота вращения кольца подшипника n = 187,5 об/мин

е =0,28=0,24

=18,7 – 14,2Сos=13,5

L_h=; L_h == 33244 ч

Долговечность обеспечена.