Подбор подшипников. Ведущий вал Силы, действующие в зацеплении: Fa=96,1 H; Fr=265,7 H; Ft=785,3 H. Из первого этапа компоновки: f1=45 мм; с1=66 мм. Из предыдущих расчётов: n1 –частота вращения ведущего вала; n1=1430 мин-1; d1=68 мм. Составляем расчётную схему вала: КП 2 -37 01 06. 05. 00. ПЗ Лист 22 Изм Лист № докум Подп. Дата Определяем реакции опор. Горизонтальная плоскость: ΣМ1=0; Rx2 • с1 – Ft • f1 = 0; Rx2= Ft • f1/ с1; Rx2=785,3 •0,045/0,066 =535,4 H ΣМ2=0; Rx1• с1 – Ft • (с1+ f1) = 0; Rx1 = (Ft • (с1+ f1))/ с1; Rx1 = (785,3 •(0,066+0,045)) /0,066=1320,7 H. Проверка: ΣFiy =0; Rx2 – Rx1 + Ft = 0; 535,4 -1320,7 +785,3 = 0. Вертикальная плоскость: ΣМ1 = 0; Ry2• с1 – Fr • f1 + m = 0; m = Fa• d1 / 2; m = 96,1 •0,068/2= 3,3 H•мм; Ry2 =(Fr• f1 – m)/ c1; Ry2 =(265,7 •0,045-3,3) /0,066= 131,2 H. ΣМ2 = 0; Ry1• с1 – Fr • (с1+ f1) + m = 0; Ry1 = (Fr• (с1+ f1) – m)/ c1 ; Ry1= (265,7 •(0,066+0,045)-3,3) / 0,066= 396,9 H. Проверка: ΣFiy =0; Ry2 – Ry1 + Fr = 0; 131,2 -396,9 +265,7 = 0. Суммарные реакции R1= =1379,1 Н R2= =551,2 Н Предварительно намечаем роликовые конические подшипники №7204 для которых: d=20мм; Д=47мм; Т=15,25мм; В=14мм; С=21000H; е=0,36; Y=1,67. КП 2 -37 01 06. 05. 00. ПЗ Лист 23 Изм Лист № докум Подп. Дата Осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников определяются по формуле: S = 0,83 • e • R где е – параметр осевого нагружения.
S1 =0,83 • 0,36 • 1379,1 = 412,14 H S2 =0,83 • 0,36 • 551,2 = 164,7 H При S1›S2; Fa›0 осевые нагрузки подшипников: Fa1= S1 = 412,14 H Fa2 = S1 + Fa Fa2 = 412,14 + 96,1 = 508,5 Н Рассмотрим левый подшипник: Отношение Fa2/ R2 = 508,5 / 551,2 = 0,92 › e Следовательно, эквивалентную нагрузку определяем с учётом осевой нагрузки.
Эквивалентная нагрузка определяется по формуле: Fred2 = (X • V • R2 + Y • Fa2) • Kδ • Kт где Х, Y –коэффициент радиальной и осевой нагрузок; Х=0,4; Y=1,65; Kδ –коэффициент безопасности; Kδ=1,2; Кт –температурный коэффициент; Кт=1; V –коэффициент вращения кольца; V=1 при вращении внутреннего кольца подшипника.
Fred2=(0,4 • 1 • 551,2 + 1,65 • 508,5) • 1,2 • 1 = 1271,4 H Расчётная долговечность, млн.об. L = (C/Fred2)10/3 L = (21000/1271,4)10/3= 11475,8 млн.об. Расчётная долговечность, часов: Lh = L • 106/ (60 • n1) Lh = 11475,8 • 106/ (60•1430) = 133750,7 часов КП 2 -37 01 06. 05. 00. ПЗ Лист 24 Изм Лист № докум Подп. Дата Рассмотрим правый подшипник Fa1/R1 = 412,14 / 1379,1 = 0,299 ‹ e. Следовательно, при определении эквивалентной нагрузки осевые силы не учитываем.
Эквивалентная нагрузка: Fred1 = V • R1 • Kδ • Kт Fred1 = 1 • 1379,1 • 1,2 • 1 = 1654,92 H Расчётная долговечность, млн.об. L = (С/Fred1)10/3 L = (21000/ 1654,92)10/3 = 4765,9 млн.об. Расчётная долговечность, часов Lh = L • 106/ (60 • n1) Lh = 4765,9 • 106/ (60 • 1430) = 55546,6 часов Найденная долговечность приемлема.
Ведомый вал. Силы в зацеплении: Fa=96,1 H; Fr=265,7 H; Ft=785,3 H. Из предыдущих расчётов: n2 –частота вращения ведомого вала; n2=510,71 мин-1; d2=190 мм. Из первого этапа компоновки: c2=156 мм; f2=65 мм; L=80 мм. Нагрузка от муфты Fм=1090 H. Составляем расчётную схему вала и определяем реакции опор в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
КП 2 -37 01 06. 05. 00. ПЗ Лист 25 Изм Лист № докум Подп. Дата Горизонтальная плоскость: ΣМ3 =0; Ft • c2 – Rx4 • (c2 + f2) + Fm • (c2 + f2 + L) = 0; Rx4 = (Ft • c2 + Fm • (c2 + f2 + L)) / (c2 + f2); Rx4 = (785,3 •0,156+1090•(0,156 + 0,065 + 0,08))/(0,156+0,065) = = 2038,9 H. ΣМ4=0; Fm • L – Ft • f2 – Rx3 • (c2 + f2) = 0; Rx3 = (Fm • L – Ft • f2) / (c2 + f2); Rx3 = (1090•0,08 – 785,3 •0,065) / (0,156 + 0,065) = 163,6 H. Проверка: ΣFix= 0; Rx4 – Fm – Ft – Rx3 = 0; 2038,9 – 1090– 785,3 – 163,6 = 0. Вертикальная плоскость: ΣМ3= 0; Ry4 • (c2 + f2) – Fr • c2 – m = 0; m = Fa • d2 / 2; m = 96,1 • 0,19 / 2 = 9,1 Н•мм; Ry4 = (Fr • c2 + m) / (c2 + f2); Ry4 = (265,7 • 0,156 + 9,1) / (0,156 + 0,065) = 228,7 H. КП 2 -37 01 06. 05. 00. ПЗ Лист 26 Изм Лист № докум Подп. Дата ΣМ4 = 0; Ry3 • (c2 + f2) + Fr • f2 – m = 0; Ry3 = (m ─ Fr • f2) / (c2 + f2); Ry3 = (9,1 – 265,7 • 0,065) / (0,156 + 0,065) = -37 H. Проверка: ΣFiy=0; Ry3 + Fr – Ry4 = 0; -37 + 265,7 – 228,7 = 0. Суммарные реакции: Осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников определяем по формуле: S = 0,83 • e • R где е – параметр осевого нагружения; е=0,37 для роликовых конических подшипников №7207; d=30мм; Д=62мм; Т=17,25мм; С=31500H; У=1,64; В=14мм; е=0,36 S3 = 0,83 • 0,36 •167,7= 50,1 H S4 = 0,83 • 0,36 • 2051,7 = 613 H При S4 › S3; Fa ‹ S4 › S3; Тогда Fa3 = S4 ─ Fa. Fa4 = S4 = 633,7 Н Fa3 = 613 – 96,1 = 516,9 H Рассмотрим правый (нижний) подшипник: Fa4/R4 = 613 /2051,7 = 0,299 ‹ e Следовательно, осевые силы не учитываем.
Эквивалентная нагрузка Fred4 = V • R4 • Kδ • Kт Fred4 = 1• 2051,7 • 1,2 • 1 = 2462 H Расчётная долговечность в млн.об. L = (C / Fred4)10/3 L = (31500 / 2462)10/3 = 4898,4 млн.об. Расчётная долговечность в часах: Lh = L • 106/ (60 • n2) Lh = 4898,4 • 106/ (60 • 510,71) = 159855,9 часов КП 2 -37 01 06. 05. 00. ПЗ Лист 27 Изм Лист № докум Подп. Дата 7