Горизонтальная плоскость

Подбор подшипников

6.1 Ведущий вал

6.1.1 Из предыдущих расчетов и первого этапа эскизной компоновки

F_t = 2825,31 H

F_r = 1043,01 H

F_a = 477,47 H

d₁ = 75,036 мм

d_П1 = 45 мм

n₁ = 975 об/мин

l₁ = 76 мм

6.1.2 Составляем расчетную схему вала и определяем реакции опор вала

Горизонтальная плоскость

R_X1 = R_X2 = F_t / 2,

R_X1 = R_X2 = 2825,31/2 = 1412,65 Н

Вертикальная плоскость

M = F_a * d / 2,

M = 477,47 * 75,036 / 2 = 17931,71 Нмм

∑M₁ = 0; M – F_r * l1 + R_y2 * 2l₁ = 0

∑M₂ = 0; -R_y1 * 2l₁ + M + F_r * l₁ = 0

R_y1 = (M + F_r * l₁) / 2l₁ = (17931,71 + 1043,01 * 76) / 2 * 76= 639,47 Н

R_y2 = (-M + F_r * l₁) / 2l₁ =(-17931,71+ 1043,01 * 76) / 2 * 76= 403,5 Н

Проверка:

∑F_ky = 0; -R_y1 + F_r - R_y2 = 0

-639,47 + 1043,01 – 403,5 = 0

6.1.3 Определяем суммарные реакции (радиальные нагрузки на подшипники)

R = √R_x² + R_y²,

R₁ = √1412,65² + 639,47² = 1550,62 Н

R₂ = √1412,65² + 403,5² = 1469,14 Н

6.1.4 Подбираем подшипники по более нагруженной опоре 1. Предварительно намечаем шариковые радиальные подшипники средней серии 309, для которых: С = 52,7 кН, C₀ = 30,0 кН. [2,c.393]

где С – динамическая грузоподъемность

С₀ – статическая грузоподъемность

6.1.5 Определяем отношение F_a/C₀

F_a/C₀ = 477,47/30*10³ = 0,01591

Этому отношению соответствует e = 0,194 [2, c.212]

где е – параметр осевого нагружения

6.1.6 Определяем отношение F_a/VR₁

F_a/VR₁ = 477,47/1*1550,62 =0,3079 > e

Следовательно, эквивалентную нагрузку определяем с учетом осевой нагрузки на подшипник.

6.1.7 Определяем эквивалентную нагрузку

R_Э = (XVR + YF_a) K_δ K_t, [2, c.212]

где X – коэффициент радиальной нагрузки, X = 0,56 [2, c.212]

V – коэффициент вращения, при вращении внутреннего кольца, V=1

[2, c.212]

Y – коэффициент осевой нагрузки, Y = 2,26 [2, c.212]

K_δ – коэффициент, учитывающий характер нагрузки, K_δ = 1 [2, c.214]

K_t – температурный коэффициент, K_t = 1 (при t ≤ 100ºС) [2, c.214]

R_Э = (0,56 * 1 * 1550,62 + 2,26 * 477,47)/1 * 1 = 1947,42 Н

6.1.8 Расчетная долговечность

L = (С / R_Э) ^m [2, c.211]

где m = 3 для шариковых подшипников

L = (52,7 * 10³ / 1947,42)³ = 19817,6 млн об

L_h = 10 ⁶ L / 60*n, [2, c.211]

L_h = 10⁶ * 19817,6/ 60 * 975 = 338762,39 ч

Такая долговечность приемлема, окончательно принимаем подшипник 309.

6.2 Ведомый вал

6.2.1 Из предыдущих расчетов и первого этапа эскизной компоновки

F_t = 2825,31 Н

F_r = 1043,01 Н

F_a = 477,47 Н

d₂ = 225,108 мм

d_П2 = 55 мм

n₂ = 325 об/мин

l₂ = 75 мм

l₃ = 85 мм

6.2.2 Составляем расчетную схему вала и определяем реакции опор

Горизонтальная плоскость

Нагрузка на вал от муфты

F_м = 130√Т₂,

F_м = 130√305 = 2270 Н

∑M₁ = 0; -F_t * l₂ + R_X2 * 2l₂ – F_м * (2l₂ + l₃) = 0

∑M₂ = 0; -R_X1 * 2l₂ + F_t * l2 – F_м * l₃ = 0

R_X1 = (F_t * l₂ – F_м * l₃) / 2l₂ = (2825,31 * 75 – 2270 * 85) / 2 *75= 126,32 Н

R_X2 = (F_t * l₂ + F_м * (2l₂ + l₃)) / 2l₂ = (2825,31 * 75 + 2270 * (2*75 + 85)) / 2*75 = 4968,98 Н

Проверка:

∑F_kx = 0; -R_X1 + F_t - R_X2 + F_м = 0

-126,32+2825,31-4968,98+2270 = 0

Вертикальная плоскость

M = 477,47 *225,108/ 2 = 53741,15 Нмм

∑M₁ = 0; Fr * l₂ + M – R_y2 * 2l₂ = 0

∑M₂ = 0; R_y1 * 2l₂ – F_r * l₂ + M = 0

R_y1 = (F_r * l₂ – M) / 2l₂ = (1043,01 * 75 – 53741,15) / 2*75 = 163,23 Н

R_y2 = (F_r * l₂ + M) / 2l₂ = (1043,01 * 75 + 53741,15) / 2 *75 = 879,77 Н

Проверка:

∑F_ky = 0; R_y1 – F_r + R_y2 = 0

163,23 – 1043,01 + 879,77 = 0

6.2.3 Определяем суммарные реакции

R₁ = √126,32² + 163,23² = 206,39 Н

R₂ = √4968,98² + 879,77² = 5046,26 Н

6.2.4 Подбираем подшипники по более нагруженной опоре 2. Предварительно намечаем шариковые радиальные подшипники средней серии 311, для которых: С = 71,5 кН; С₀ = 41,5 кН. [2, с.393]

6.2.5 Определяем отношение F_a/С₀

F_a/С₀ = 477,47 / 41,5*10³ = 0,0115

Этому отношению соответствует е = 0,18 [2, с.212]

6.2.6 Определяем отношение Fa/VR

F_a/VR = 550477,47/ 1*5046,26 = 0,094 < e

Следовательно, эквивалентную нагрузку определяем без учета осевой нагрузки на подшипник

6.2.7 Определяем эквивалентную нагрузку

R_Э = XVR K_δ K_t, [2, с.212]

X = 1

V = 1

K_δ = 1

K_t = 1

R_Э = 1* 1 * 5046,26 *1*1 = 5045,26 Н

6.2.8 Расчетная долговечность

L = (71,5 * 10³ / 5046,26)³ = 2844,5 млн об

L_h = 10⁶ * 2844,5/ 60 * 325 = 145871 ч

Такая долговечность приемлема, окончательно принимаем подшипник 311.

Дата добавления: 2015-07-08