- ширина подшипника В = 29 мм;
- координата фаски r = 3 мм;
- динамическая радиальная грузоподъёмность Cr = 51,0 кН;
- статическая радиальная грузоподъёмность C0r = 24,0 кН.
Рисунок 7 – Эскиз подшипника.
На этом этапе подбирается корпус подшипника, крышки подшипника и манжетные уплотнения.
Корпус подшипника выбирается по диаметру наружного кольца подшипника.
Рис.4. Корпус подшипника.
Корпус подшипника УМ 100. ГОСТ 13218.3-80, размеры, мм
Крышки подшипника выбирается по диаметру вала.
Крышка подшипника торцевая с манжетным уплотнением
МН 100*65 ГОСТ 13219.5-81
Рис.5. Крышка подшипника торцевая с манжетным уплотнением.
Крышка подшипника торцевая глухая низкая ГН 100 ГОСТ 13219.2-81
Рис.6. Крышка подшипника торцевая глухая низкая.
4.3. Проверочный расчет вала на статическую прочность по эквивалентному моменту
Окружная сила действующая на барабан со стороны ремня задана в техническом задании:
Ft = 1150 Н
Сила натяжения ремня на ненагруженной стороне равна: S2 = 0,25.Ft =0,25.1150 =287,5 Н
Сила натяжения на нагруженной стороне равна: S1 = Ft + S2 = 1150 + 287,5 = 1437,5 Н
Общая сила, действующая на барабан со стороны ремня: Q = S1 + S2 = 287,5 + 1437,5 = 1725 Н
Из уравнения моментов найдем силы FA и FВ :
Так как схема нагружения симметричная то FA = FВ = 862,5 Н.
В нашем случае на вал действуют сила натяжения ремня Q и крутящий момент Т, тогда формула для определения эквивалентного момента примет вид: Из расчетной схемы (Рисунок 8) видно, что опасным сечением является сечение D, так как в этом сечении одновременно приложены максимальные крутящий и изгибающие моменты.
ТD = 638,94 Нм
МD = 0,111.862,5 = 291,38 Нм
Тогда:
Максимальное эквивалентное напряжение равно:
где dD– Диаметр вала в сечении D,мм.
Тогда:
Рисунок 8 – Расчетная схема вала исполнительного органа
Допускаемое напряжение [σ], МПа: где Kр – коэффициент режима работы, Kр = 1,8;
[σи] – допускаемое напряжение изгиба, МПа.
где σТ – предел текучести материала (Сталь 40Х), σТ = 640 МПа;
[n] – коэффициент запаса, [n] = 2.
Тогда:
25,57 МПа ≤ 177,78 МПа, – условие выполняется.
4.4. Проверочный расчет подшипников на долговечность
Fr = FA = FВ = 2625 Н;
Х – коэффициент радиальной нагрузки, Х = 1;
е – коэффициент осевого нагружения, е = 0,19;
Определим эквивалентную динамическую нагрузку:
Pr = VXFrKБKТ,
где V – коэффициент внутреннего кольца, V = 1;
КТ – температурный коэффициент, КТ = 1;
КБ – коэффициент безопасности, КБ = 1,3.
Pr = 1.1.2625.1,3.1 = 3412,5 Н.
Определяем по уровню надёжности и условиям применения расчётный ресурс подшипника:
где a1 – коэффициент долговечности, a1 = 1;
a23 – коэффициент, учитывающий влияние на долговечность особых свойств материала, a23 = 0,3;
Сравниваем с требуемым ресурсом
= 9500, ч: Условие выполняется, следовательно подшипник 1212 – годен.
4.5. Проверочный расчет шпоночного соединения
4.5.1. Проверочный расчет шпонки вала под муфту:
Условие работоспособности шпонки вала:
где Т – передаваемый момент, Т = 638.94Нм;
d – диаметр вала, d = 45 мм;
lр – рабочая длина шпонки, мм:
lр = l – b = 70 – 14 = 56 мм;
k – глубина врезания шпонки, мм:
k = h – t1 = 9 – 5,5 = 3,5 мм.
[σсм] –допускаемое напряжение смятия, [σсм]<180 МПа.
144,5 МПа < 180 МПа
условие выполняется.
4.5.2. Проверочный расчет шпонки вала в месте соединения вала с барабаном:
Условие работоспособности шпонки вала:
где Т – передаваемый момент, Т = 638.94Нм;
d – диаметр вала, d = 60 мм;
lр – рабочая длина шпонки, мм:
lр = l – b = 100 – 18 = 82 мм;
k – глубина врезания шпонки, мм:
k = h – t1 = 11 – 7 = 4 мм.
[σсм] –допускаемое напряжение смятия, [σсм]<180 МПа.
64,9 МПа < 180 МПа – условие выполняется.
Шпоночное соединение показано на рисунке 6.
Список использованных источников1. Устиновсий Е.П., Шевцов Ю.А., Яшков Ю.К., Уланов А.Г. Многовариантное проектирование зубчатых цилиндрических, конических и червячных передач с применением ЭВМ: Учебное пособие к курсовому проектировании по деталям машин. – Челябинск: ЧГТУ, 1992.
2. Справочник конструктора - машиностроителя: В 3 т. – 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. – М.: Машиностроение, 2001.
3. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. конструирование узлов и деталей машин: Ученое пособие для техн. спец. вузов. – 6-е изд., исп. – М.: Высш. шк., 2000. – 477с., ил.
4. Ряховский О.А., Иванов С.С. Справочник по муфтам. – Л.: Политехника, 1991. – 384 с.: ил.
5. Сохрин П.П., Устиновский Е.П., Шевцов Ю.А. Техническая документация по курсовому проектировании по деталям машин и ПТМ: Ученое пособие. – Челябинск: Ид. ЮУрГУ, 2001. – 67 с.
6. Чурюкин В.А., Яшков Ю.К. Обозначение конструкторской документации: Ученое пособие. – Челябинск: ЧГТУ, 1986. – 61 с.
7. Сохрин П.П., Кулешов В.В. Проектирование валов: Учебное пособие. Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2000. – 94 с.
8. Сохрин П.П. Проектирование ременных передач: Ученое пособие: Челябинск: ЧГТУ, 1997. – 94 с.