Практическое занятие № 9. Расчет валов редуктора и подбор подшипников можно разделить на следующие этапы

Расчет валов и подбор подшипников

Расчет валов редуктора и подбор подшипников можно разделить на следующие этапы:

1. Предварительный расчет валов.

2. Определение конструктивных размеров шестерни и колеса.

3. Предварительное определение положения зубчатых колес и элементов открытых передач относительно опор.

4. Предварительный подбор подшипников.

5. Определение сил в зацеплении.

6. Проверка долговечности подшипника.

Предварительный расчет валов проводят на кручение по пониженным допускаемым напряжениям, принимая для быстроходного вала МПа, для тихоходного МПа.

Для проверки долговечности подшипников необходимо для валов построить эпюры изгибающих и крутящих моментов, определить эквивалентную нагрузку, расчетную долговечность и сравнить полученное значение долговечности с установленной ГОСТ 16162-85.

Пример

Проверить пригодность подшипника 208 по ГОСТ 8338-75, установленного на валу-шестерне, вращающегося с частотой , если окружная сила в зацеплении , сила давления на вал от элемента открытой передачи F_оп =1525 Н, расстояния от середины шестерни до опор валов l₁ =65 мм, расстояние от правой опоры вала до элемента открытой передачи l_ш =60 мм, делительный диаметр шестерни d₁ =76 мм.

Решение

По известной окружной силе определим радиальную составляющую в зацеплении

Расчётная схема вала-шестерни показана на рисунке 1.

Строим эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости.

определяем опорные реакции

;

Рисунок 1

Проверка:

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х:

Горизонтальная плоскость:

определяем опорные реакции – здесь вал загружен симметрично, поэтому реакции равны между собой:

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y:

Строим эпюру крутящих моментов:

Определяем суммарные радиальные реакции:

Суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях:

;

Долговечность подшипников определяется по наиболее нагруженной опоре (опора В).

Т.к. осевая сила в зацеплении отсутствует, то эквивалентную нагрузку определим по формуле:

P _э1 = VР _r2 K _б K _т;

P _э1 = 1 × 2885 × 1,1 × 1,0=3173 Н.

где K _б = 1,1 – коэффициент безопасности;

K _т = 1,0 – температурный коэффициент; V =1 – коэффициент вращения относительного вектора нагрузки внутреннего кольца подшипника.

Расчётная долговечность, млн. об., по формуле:

где для подшипника 208 С=19500 Н.

расчётная долговечность, ч:

Для зубчатых редукторов ресурс работы подшипника должен быть не менее 10000 ч (минимально допустимая долговечность подшипника). Полученные долговечности удовлетворяют условию для зубчатых редукторов.

Задачи

Для условий задач 1 и 2 практического занятия № 8 произвести предварительный расчет валов, подбор и проверку долговечности подшипников для всех валов редуктора.

Вопросы

1. Какие силы возникают в зацеплении прямозубой цилиндрической передачи?

2. Какие силы возникают в зацеплении косозубой цилиндрической передачи?

3. Какие силы возникают в зацеплении прямозубой конической передачи?

4. Что называется валом? осью?

5. На какие делятся валы по виду геометрической оси?

6. Какие материалы используют для изготовления валов и осей?

7. Охарактеризуйте основные этапы расчета валов.

8. Для чего предназначены опоры валов и осей? Как они классифицируются?

9. Из чего состоят подшипники качения?

10. Назовите преимущества и недостатки подшипников качения.

11. По каким параметрам классифицируются подшипники качения?

12. Дайте краткую характеристику и приведите классификацию радиальных подшипников.

13. Дайте краткую характеристику и приведите классификацию радиально-упорных подшипников.

14. Дайте краткую характеристику и приведите классификацию упорных подшипников.

15. Какие смазочные материалы применяют для подшипников качения и для чего они предназначены?

16. Для чего предназначены уплотнения подшипниковых узлов? Как они классифицируются?