Проектный расчет валов, подбор подшипников
Расчет ведем по ГОСТ 24266-80 и СТ СЭВ 534-77. При назначении размеров руководствуемся ГОСТ 6636-69 и рекомендациями [1].
В качестве материала валов используем сталь 45 ГОСТ 1050-88 [2].
Проектный расчет быстроходного вала.
Диаметр вала:
dб ≥ (7…8) 
= (7…8) 
= 39,8…46,2
Принимаем диаметр посадки ведомого шкива на быстроходный вал d = 40 мм.
Диаметр под подшипники:
dбп ≥ dб + 2t = 40 + 2 · 2,5 = 45 мм, где t = 2,5 из [1].
Принимаем: dбп = 45 мм (ГОСТ 27365-87).
Учитывая наличие осевых нагрузок, предварительно выбираем подшипник роликовый 7209 ГОСТ 27365-87 [2].
Его размеры: d = 45 мм, D = 85 мм, b = 19 мм.
Динамическая грузоподъемность подшипника: С = 62,7 кН.
Статическая грузоподъемность Со = 50 кН.
dбп ≥ dбп + 3r = 45 + 3 · 2,5 = 52,5 мм; принимаем: dбп = 52 мм.
Проектный расчет промежуточного вала.
Диаметр вала:
dпр ≥ (6…7) 
= (6…7) 
= 43,4…50,7
Принимаем: dпр = 46 мм
Диаметр под подшипники:
dбпр = dпр – 3r = 46 - 3 · 2,5 = 38,5 мм, где r = 2,5 из [1].
Принимаем: dбпр = 40 мм (ГОСТ 27365-87).
Учитывая наличие осевых нагрузок, предварительно выбираем подшипник роликовый 7208 ГОСТ 27365-87 [2].
Его размеры: d = 40 мм, D = 80 мм, b = 18 мм.
Динамическая грузоподъемность подшипника: С = 58,3 кН.
Статическая грузоподъемность Со = 40 кН.
По [1] определяем остальные конструктивные размеры:
dбк ≥ dпр + 3f = 46 + 3 · 1,2 = 49,6 мм; принимаем: dбк = 50 мм.
dбп ≥ dбпр + 3r = 40 + 3 · 2 = 46 мм; принимаем: dбп = 46 мм.
Проектный расчет тихоходного вала.
Диаметр вала:
dт ≥ (5…6) 
= (5…6) 
= 51,9…62,6
|
|
|
Принимаем: dт = 52 мм
Диаметр под подшипники:
dбт ≥ dт + 2t = 52 + 2 · 2,8 = 57,6 мм, где t = 2,8 из [1].
Диаметр под подшипники принимаем dбт = 60 мм (ГОСТ 8338-75).
Учитывая наличие осевых нагрузок, предварительно выбираем подшипник роликовый 7212 ГОСТ 27365-87 [2].
Его размеры: d = 60 мм, D = 110 мм, b = 22 мм.
Динамическая грузоподъемность подшипника: С = 91,3 кН.
Статическая грузоподъемность Со = 70 кН.
dбп ≥ dбт + 3r = 60 + 3 · 3 = 69 мм; принимаем: dбп = 70 мм.
По имеющимся данным, основываясь на рекомендациях [1] проводим эскизную компоновку редуктора.
Проектный расчет приводного вала.
Диаметр вала:
dт ≥ (5…6) 
= (5…6) 
= 51,7…61,3
Принимаем: dт = 52 мм
Диаметр под подшипники:
dбт ≥ dт + 2t = 52 + 2 · 2,8 = 57,6 мм, где t = 2,8 из [1].
Диаметр под подшипники принимаем dбт = 60 мм (ГОСТ 8338-75).
Учитывая отсутствие осевых нагрузок, предварительно выбираем подшипник шариковый 312 ГОСТ 27365-87 [2].
Его размеры: d = 60 мм, D = 130 мм, b = 31 мм.
Динамическая грузоподъемность подшипника: С = 81,9 кН.
Статическая грузоподъемность Со = 48 кН.
dбп ≥ dбт + 3r = 60 + 3 · 3 = 69 мм; принимаем: dбп = 70 мм.
Расчет быстроходного вала и расчет подшипников для него
Исходные данные для расчета:
Ft1 = 4935 H, Fr1 = 434 H, Fa1 = 4066 H, Fоп = 2206,8 Н, d1 = 88 мм.
g = 150 мм, h = 45 мм, l = 25 мм.
|
|
|
Реакции опор:
в плоскости xz:
RЕX = (- Fr1l + Fa1d1/2)/h = (-434·25 + 4066·44)/45 = 3735 Н;
RFX = (Fr1 (l+h) - Fa1d1/2)/h =(434·70 - 4066·44)/45 = -3301 Н;
Проверка: REX + RFX - Fr1 = 3735 - 3301 - 434 = 0.
в плоскости yz:
REY = -Ft1l/h = -4935·25/45 = -2742 Н;
RFY = Ft1 (l+h)/h = 4935·70/45 = 7677 Н;
Проверка: REY + RFY – Ft1 = -2742 + 7677 - 4935 = 0.
Суммарные реакции:
RE = 
= 
= 4633 H;
RF = 
= 
= 8357 H;
Mx = Fa1d1/2 = 4066 · 0,044 = 178,9 H · м
My = Ft1l = 4935 · 0,025 = 123,3 H · м
Реакции от усилия на шкиве:
Fоп g – RFFоп h = 0;
RFFоп = Fоп g / h = 2206,8 · 0,15 / 0,045 = 7356 H
REFоп = RFFоп + Fоп = 7356 + 2206,8 = 9562,8 H
МЕFоп = RFFоп h = 7356 · 0,045 = 331 H · м
Для расчета подшипников:
RE' = RE + REFоп = 4633 + 9562,8 = 14195,8 H
RF' = RF + RFFоп = 8357 + 7356 = 15713 H
Расчет вала в опасном сечении на сопротивление усталости.
σа = σu = Мсеч / 0,1dб3 = 331 · 103 / 0,1 · 403 = 52 МПа
τа = τк /2 = М1 / 2 · 0,2dб3 = 220 · 103 / 0,4 · 403 = 8,59 МПа
Кσ / Кdσ = 3,8 [2]; Кτ / Кdτ = 2,2 [2];
KFσ = KFτ = 1 [2]; KV = 1 [2].
KσД = (Кσ / Кdσ + 1 / КFσ – 1) · 1 / KV = (3,8 + 1 – 1) · 1 = 3,8
KτД = (Кτ / Кdτ + 1 / КFτ – 1) · 1 / KV = (2,2 + 1 – 1) · 1 = 2,2
σ-1Д = σ-1 / KσД = 360 / 3,8 = 94,7 МПа
τ-1Д = τ -1 / KτД = 200 / 2,2 = 91 МПа
Sσ = σ-1Д / σа = 94,7 / 52 = 1,8; Sτ = τ -1Д / τ а = 91 / 8,59 = 10,6
S = Sσ Sτ / 
= 1,8 · 10,6 / 
= 1,77 > [S] = 2,5
Прочность вала обеспечена.
Расчет подшипника.
Расчет ведем по ГОСТ 18855-82.
Эквивалентная нагрузка:
Рэ = (XVPr1 + YPa1)KбKT,
в которой радиальная нагрузка Pr1 = 15713 H; осевая нагрузка Pa1 = Fa1 = 4066 H;
|
|
|
V = 1 - вращается внутреннее кольцо; коэффициент безопасности: Kб = 1,3;
КТ = 1 [3].
Отношение Fa1 / Со = 4066 / 50000 = 0,08; этой величине соответствует е = 0,35.
Отношение Рa1 / Pr1 = 4066 / 15713 = 0,26 < е; Х = 1; Y = 0.
Рэ = (1·15713 + 0· 4066) · 1,3 = 20427 H < С = 62700 Н
Расчетная долговечность, млн. об:
L = (C/Pэ)3,33 = (62700/20427)3,33 = 110 млн. об.
Расчетная долговечность, ч:
Lh = L·106/60n = 110·106/60·227,8 = 2,52·104 ч,
что больше установленных ГОСТ 16162-85. Подшипник выбран верно.
Дата добавления: 2019-09-08; просмотров: 176; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!