10.2 Расчет и выбор подшипников качения тихоходного вала червячного редуктора
Диаметр по крутящему моменту
,
где τкр=20 МПа – допускаемое напряжение для тихоходного вала.
По принятому диаметру выбирается конический радиально-упорный подшипник легкой серии по ГОСТ 27365-87, его номер (рис. 42), размеры и заносят в таблицу 31.
|
Таблица 31
|
|
Для расчета подшипников необходимо знать нагрузки на опоры. Известны составляющие усилия в зацеплении: действующее в вертикальной плоскости – Ft–окружное усилие; действующее в горизонтальной плоскости Fа2 и Fr2–осевое и радиальное усилия. Опорами являются подшипники радиально-упорные конические.
В опорах возникают реакции в горизонтальной и в вертикальной плоскости. Схема к расчету показана на рис. 43. Смещение нагрузок в опорах рассчитаны из условия смещения точек приложения радиальных нагрузок, от внешних торцов подшипников, для схемы установки «враспор»:
.
Для этих подшипников выписывают следующие данные:
Cr – динамическая грузоподъемность;
Y–коэффициент осевой нагрузки;
е – коэффициент осевого нагружения.
Тихоходный вал вращается с частотой nТ мин–1. Из расчета известны реакции в опорах RСи RД осевая нагрузка Fа2.
Радиальные нагрузки в опорах:
;
.
Рис. 43. Схема установки подшипников «враспор»
Осевые составляющие от радиальной нагрузки возникают от действия радиальных реакций вследствие наклона контактных линий:
Определение осевых реакций.
Для нормальной работы радиально-упорных подшипников необходимо, чтобы в каждой опоре осевая сила, нагружающая подшипник, была бы не меньше осевой составляющей от действия радиальных нагрузок, то есть
Кроме того, должно быть выполнено условие равновесия вала – равенство нулю суммы всех осевых сил, действующих на вал:
.
Коэффициенты осевой и радиальной нагрузки:
Определяется для каждой опоры отношение радиальной и осевой нагрузки и сравнивают с «e».
Опора
C:
если
, то принимаем X=1,
y
= 0
если
e
, то принимаем X=0,4,
y
(табличное значение).
Такие же реакции выполняют для опоры D.
Эквивалентная динамическая нагрузка:
Выбрать одно из трех условий:
Если
и
0,
то
,
Если
и
,
то
,
а) силы, действующие на вал в горизонтальной плоскости;
б) эпюра изгибающих моментов в горизонтальной плоскости;
в) силы, действующие на вал в вертикальной плоскости;
г) эпюра изгибающих моментов в вертикальной плоскости
д) суммарная эпюра изгибающих моментов;
е) эпюра крутящих моментов.
Диаметр буртика:
где r–координата фаски подшипника.
Диаметр вала под колесом:
.
Диаметр буртика колеса:
где f = 5 – размер фаски колеса.
Выходной конец тихоходного вала имеет цилиндрическую или коническую форму и размеры (рис. 44)
Рис. 44. Узел вала червячного колеса (тихоходного)
Отверстия под подшипники закрывают сквозными ГОСТ 18512-73и глухими ГОСТ 18511-73крышками (см. рис. 41), которые выбираются по диаметру наружного кольца подшипника D.
В гнездо сквозной крышки устанавливается манжета, которая выбирается по диаметру вала dТ.
Под фланец крышки устанавливаются металлические прокладки для регулировки зазора в подшипниках.