Определяем осевые составляющие:
R
= 0,83еR = 0,83 0,4 12297 = 4083 НR
= 0,83еR = 0,83 0,4 10075 = 3345 НТак как R
> R и F > 0, то в соответствии с табл. 6.2 [1, с. 136] находим осевые силы, нагружающие подшипники:R
= R = 4083 Н; R = R + F = 4083 + 1553 = 5636 Нотношение R
/(VR ) = 4083/(1 12297) = 0,33, что меньше е = 0,4 и для опоры 1: X = 1; Y = 0отношение R
/(VR ) = 5636/(1 10075) = 0,559, что больше е = 0,4 и для опоры 2: X = 0,4; Y = 1,5Эквивалентные динамические нагрузки при К
= 1,2 и К = 1:R
= VXR К К = 1 1 12297 1,2 1 = 14756,4 НR
= (VXR + YR ) К К = (1 0,4 10075 + 1,5 5636) 1,2 1 = 14981 НРасчетный ресурс более нагруженного подшипника опоры 2 при а
= 0,6 (обычные условия применения); р = 10/3 = 3,33 (роликовый подшипник);n = 416,7/U = 416,7/18 = 23,15 об/мин
L = a
( ) = 0,6 ( ) = 177106 часНамеченный подшипник 7212А пригоден, так как расчетный ресурс больше требуемого (t = 8000 час)
Основные размеры подшипника: d = 60 мм; D = 110 мм; T = 24 мм (табл. 19.24 [1, с. 504])
7.3 Выбор посадок колец подшипников
Внутренние кольца подшипников подвержены циркуляционному нагружению, наружные – местному.
Для фиксирующей опоры червяка:
R
/С = 12012/118780 = 0,1По табл. 6.6 [1, с. 144] выбираем поле допуска вала – m6.
Для плавающей опоры червяка:
R
/С = 2046/32000 = 0,07Выбираем поле допуска вала – к6.
Для подшипника выходного вала:
R
/С = 14981/91300 = 0,164Выбираем поле допуска вала – n6.
По табл. 6.7 [1, с. 145] поля допусков отверстий корпусных деталей под установку наружных колец подшипников – Н7.
7.4 Конструирование стакана и крышек подшипников
По рекомендации [1, с. 172 – 175] примем для фиксирующей опоры червяка конструкцию стакана по рис. 7.3
Рис. 8.3
Размеры конструктивных элементов стакана:
D = 90 мм; D
= 105 мм; =7,5 мм; = 7,5 мм; = 9 мм; C = 8 мм; D =144 мм; t = 5 мм. Винт: d = М8; z = 4Посадку стакана в корпус примем Н7/к6
Крышки подшипников привертные. В фиксирующей опоре червяка конструкцию крышки примем по рис. 7.4, а, а в плавающей опоре предварительно по рис. 7.4, б.
а) б) в)
Рис. 8.4
Крышки подшипников вала колеса примем по типу рис. 7.4, в, б. Размеры конструктивных элементов крышек подшипников (мм) для фиксирующей опоры червяка (1), плавающей опоры червяка (2), опор вала колеса (3):
Крышка опоры | D | Винт | C | D | ||||
d | z | |||||||
123 | 9080110 | 667 | 889 | 667 | М8М8М10 | 446 | 15,5810 | 144115155 |
8. Построение эпюр моментов и расчеты валов на прочность
При прочностных расчётах валы схематизируют балками, лежащими на шарнирных опорах и нагруженными усилиями, передающимися при номинальном режиме работы от всех расположенных на них деталях.
8.1 Построение эпюр моментов
8.1.1 Входной вал
Для построения эпюр определяем значения изгибающих моментов в характерных сечениях вала
Вертикальная плоскость (Y0Z):
Сечение А: М
= 0Сечение Б: М
= 0Сечение Г:
Эпюра М
: Слева: М = R = 154,8 Н мСправа: М
= R – F = 435,5 Н м