Проверочный расчет подшипников выходного вала

При предварительной конструктивной проработке были выбраны подшипники роликовые конические однорядные радиально-упорные лёгкой серии и схема их установки. Для определения их работоспособности производится проверочный расчёт по динамической грузоподъёмности.

5.1 Расчётная схема. Исходные данные

Расчётная схема подшипника приведена на рисунке 5.1.

Рис. 5.1 Расчётная схема подшипника

Исходные данные:

силы реакции опор

R_A = ;

R_B = ;

осевая сила F_a = 499Н;

частота вращения выходного вала n_вых = n₂ = 400 об/мин;

подшипники роликовые конические лёгкой серии №7208 с параметрами: d = 40мм;D = 80 мм;Т = 19,25 мм; В = 18 мм; С = 16 мм; С_r = 46,5 кН; С_0r = 32,5 кН; е = 0,38; Y = 1,56; Y₀ = 0,86 (таблица 40[4]); нагрузка спокойная, переменная, реверсивная, с умеренными толчками; ресурс работы t = 30000 часов.

5.2 Проверочный расчёт по динамической грузоподъемности

Условие работоспособности подшипника по динамической грузоподъемности:

С_rp = R_E (5.1)

где C_rp - расчетное значение динамической грузоподъемности, кН;

[C_r] - допускаемое (табличное) значение динамической грузоподъемности, кН;

n₂ - частота вращения выходного вала, об/мин;

t - ресурс в часах наработки;

R_e - эквивалентная динамическая нагрузка;

а₂₃ – коэффициент влияния на ресурс подшипников материала колец, тел качения и условий эксплуатации (для роликовых конических подшипников а₂₃ = 0,6…0,7).

Эквивалентная динамическая нагрузка определяется по формуле:

R_e = (V ∙ X ∙ R_r + Y ∙ R_a) ∙K_Б ∙ К_T, (5.2)

где V - коэффициент вращения (V = 1при вращении внутреннего колеса подшипника);

X - коэффициент радиальной нагрузки;

Y -коэффициент осевой нагрузки;

K_Б - коэффициент безопасности (выбирается по таблице 42[4] в зависимости от вида нагружения и области применения редуктора, K_Б = 1,4);

K_T - температурный коэффициент (выбирается по таблице 43[4],

при tº ≤ 100ºC K_T = 1).

Коэффициенты радиальной и осевой нагрузок X, Y принимают в зависимости от отношения:

(5.3)

если ≤ е, принимают Х = 1 и Y (таблицы 40 и 41 [4]);

если > е, принимают Х = 0,4, Y (таблицы 40 и 41[4]).

Для нормальной работы роликового конического подшипника необходимо, чтобы в опоре осевая сила R_a, нагружающая подшипник, была не меньше внешней осевой силы составляющей от действия радиальных нагрузок R_а, т.е. R_a ≥ R_s.

Расчет, как правило, производится для наиболее нагруженной опоры. В данном случае для опоры А, в которой R_А = 945 Н.

Определяем осевые соотношения R_s от радиальных сил нагружения и суммируем с внешней осевой силой F _a.

R_S = 0,83 e R_A(В) = 0,83·0,38·945 = 298 H;

R _а = R_s + F _{a 2} = 298 + 499 = 797 H.

Условие R _a ≥ R_S выполняется.

Коэффициент радиальной и осевой нагрузок для опоры А:

= 0,84 > е = 0,38.

В этом случае Х = 0,4 (таблица 41), Y = 1,56 (таблица 40 [4]).

Эквивалентная нагрузка

R_Е = (V ∙ X ∙ R_А + Y ∙ R_а) ∙K_Б ∙ К_T = (1∙0,4 ∙ 945 + 1,56 ∙ 797)= 1621 H.

Расчетное значение динамической нагрузки

С_r = R_Е = 16372 Н

Условие работоспособности подшипников выполняется с большим запасом, так как С_r = 16,372 кН << [С_r ] = 46,5 кН.

Определяем расчетную долговечность (ресурс) подшипника

L_h = a ₂₃ = 687 ·10³ часов

Для расчёта принято m = 3.

Роликовый конический подшипник легкой серии 7208 обеспечивает большую работоспособность заданной, так как

L_h = 687·10³ > L_hТР = 30000 час.

6 РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЯ "ВАЛ - СТУПИЦА” ВЫХОДНОГО ВАЛА

Расчёт рассмотрим на примере шпоночного соединения. В передачах редукторов наиболее широкое применение находят призматические шпонки как со скругленными, так и с плоскими торцами. По условиям установки предпочтение отдают шпонкам со скругленными торцами.

Дата добавления: 2015-07-26