Условия работы входного вала:
- Подшипники качения для опор входного вала - подшипник 46305А ГОСТ 8328-75
- Частота вращения, об/мин.
- Вероятность безотказной работы привода 90%.
- Требуемый ресурс Lh = 18396 часов.
- Вал выполнен из стали 40Х ГОСТ 4543 - 71. Шестерня зубчатой передачи выполнена заодно с валом. Вал подвергается термообработке: вал - шестерня: улучшение, твердость 269...302 НВ;
- Делительный диаметр шестерни ;
- Максимальный (из длительно действующих) момент ;
- Силы в зацеплении при передаче максимального момента: зубчатая передача - окружная сила Н; радиальная сила ; осевая сила
- Типовой режим нагружения - II (средний равновероятностный); возможны кратковременные перегрузки до 150% номинальной нагрузки. Условия работы подшипников - обычные. Ожидаемая рабочая температура .
- На законцовке входного вала устанавливается муфта упругая втулочно-пальцевая ГОСТ 21424-93.
Расчетная схема для определения радиальных реакций опор от сил в зацеплении представлена на рис. 4.1
Рис. 4.1 Расчетная схема входного вала
|
|
По конструктивной схеме цилиндрического зубчатого редуктора определяем плечи сил для расчетной схемы входного вала. В опорах 1 и 2 установлены роликовые конические подшипники по схеме «враспор», поэтому точки приложения опорных реакций смещены от наружных торцов на величину а, внутрь схемы:
мм
где (d+D)1 – сумма значений внутреннего и наружного диаметров подшипника входного вала.
(В)1 –ширина В кольца подшипника на входном валу
α-угол контакта радиально-упорного шарикоподширника
Расстояние между опорами 1 и 2:
Равновесие сил и моментов в вертикальной плоскости (YOZ):
H
H
Проверка:
Равновесие сил и моментов в горизонтальной плоскости (XOZ):
Н
Н
Проверка:
Реакции опор от сил в зацеплении:
Н
Н
Расчетная схема для определения радиальных реакций опор от действия силы на консольной законцовке вала представлена на рис. 4.2:
Рис. 4.2
Плечо радиальной консольной силы Fк
При установке на входном валу муфты МУВП плечо консольной силы определяется как расстояние от опоры 2 до конца консольной законцовки вала:
а = 198
- высота крышки подшипникового узла поз. 1: ;
мм- конструктивный размер выхода участка вала диаметром за пределы крышки подшипникового узла. Рекомендуется принимать таким, чтобы значение получилось целым числом;
- полная длина законцовки входного вала: .
мм.
Определение радиальной консольной силы Fк
При установке на законцовке входного вала соединительной муфты МУВП ГОСТ 21424-93 расчетную нагрузку определяем следующим образом:
где - радиальная жесткость упругой муфты при радиальном смещении валов, Н/мм
|
|
мм - допускаемое радиальное смещение валов
- номинальный крутящий момент, передаваемый муфтой
Реакции опор от силы Fк
Проверка ;
Суммарные реакции опор для расчета подшипников:
Н
Н
Эквивалентные нагрузки на подшипники.
=0,63- коэффициент эквивалентности для типового режима нагружения II
Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка.
Расчетная формула записывается в виде, Н:
,
где V - коэффициент вращения кольца: V=1 при вращении внутреннего кольца подшипника;
X и Y - коэффициенты радиальной (Fr)и осевой (Fa)нагрузок: X=0,41 и Y=0,87 в случае, если отношение ;
KБ- коэффициент динамичности нагрузки: KБ = 1,4 для редукторов всех типов при характере нагрузки - кратковременные перегрузки до 150% номинальной нагрузки;
КТ- температурный коэффициент: КТ = 1 при .
Расчетный скорректированный ресурс
Формула в общем виде:
,
где - коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от надежности: ;
- коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от особых свойств подшипника. Для обычных условий: для роликоподшипников;
- динамическая грузоподъемность подшипника: ;
- эквивалентная динамическая радиальная нагрузка: ;
- - частота вращения входного вала: об/мин;
- показатель степени: для роликоподшипников;
- заданный ресурс работы привода.
Определяем расчетный скорректированный ресурс для подшипника опоры 2 :
Проверка выполнения условия .
С этой целью для подшипников определяется эквивалентная динамическая радиальная нагрузка при наибольших значениях заданных сил переменного режима нагружения.
Н
При выполнении условий и предварительно выбранные подшипники считаются пригодными.