Rpz_Vkpp (Готовый курсовой проект, вариант №1), страница 5

Расчёт подшипников опор валов производится по статической и динамической грузоподъемности. Заданный ресурс работы подшипников – 500 часов.

6.1. Расчёт подшипников опор входного вала.

Расчет опоры R_b

Приму однорядный шариковый радиальный подшипник легкой серии 206.

Его динамическая грузоподъемность

C_r = 19,5 кН;

Его статическая грузоподъемность

С₀ = 10 кН;

Радиальная сила действующая на подшипник

F_r = 1791 Н;

Осевую силу действующую на подшипник беру из усилия синхронизатора, расчет которого будет представлен позже.

Осевая сила действующая на подшипник:

F_A = 622 Н;

Х₀ = 0,6;

Y₀ = 0,5;

Частота вращения

n = 2200 об/мин;

Эквивалентная статическая радиальная нагрузка:

P_r0=X0∙F1+Y0∙F_A1

Расчет на заданный ресурс:

;

X = 0,56;

Y = 1,55;

е = 0,28;

При вращении внутреннего кольца V=1;

;

X = 0,56;

Y = 1,55;

- температурный коэффициент;

- коэффициент безопасности;

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка:

кН;

Вероятность безотказной работы 90%

а = 1 – коэффициент долговечности;

а₂₃ = 0,7 – коэффициент совместного влияния особых свойств металла деталей подшипника;

k = 3 так как шариковый подшипник;

Требуемый ресурс работы подшипника L_h = 500 часов;

Расчетный ресурс:

ч > 500 ч;

Подшипник подходит.

Расчет опоры R_A

Приму роликовый подшипник радиальный с короткими цилиндрический легкой серии 2207.

Расчет на ресурс:

F_r = 2814 Н;

n = 2200 об/мин;

Его грузоподъемность:

C_r = 31900 Н;

Его статическая грузоподъемность равна:

C₀ = 17600 Н;

Эквивалентная динамическая осевая и радиальная нагрузка:

- температурный коэффициент;

- коэффициент безопасности;

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка:

кН;

Расчет ресурса:

а = 1 – коэффициент долговечности;

а₂₃ = 0,7 – коэффициент совместного влияния особых свойств металла деталей подшипника;

;

Требуемый ресурс работы подшипника L_h = 500 часов;

Расчетный ресурс:

ч > 500 ч;

Подшипник подходит.

6.2. Расчёт подшипников опор промежуточного вала.

Для боковых опор промежуточного вала беру радиальные роликовые подшипники с короткими цилиндрическими роликами (42207). Считая аналогичным способом, который представлен в расчете входного вала в программе Mathcad получаю, что расчетный ресурс 3113 часов, что удовлетворяет заданному условию работы коробки передач 500 часов.

Для центральной опоры приму роликовый сферический двухрядный подшипник легкой серии 3509 и проведу соответствующий расчет на

ресурс:

Исходные данные:

Динамическая грузоподъемность:

C_r = 68400 кН;

Его статическая грузоподъемность

С₀=76,8 кН;

Радиальная сила действующая на подшипник

F_r = 77 Н;

Осевую силу действующую на подшипник беру из усилия синхронизатора, расчет которого будет представлен позже.

Осевая сила действующая на подшипник:

F_A = 0 Н;

Х₀ = 0,6;

Y₀ = 0,5;

Частота вращения

n = 1566 об/мин;

Эквивалентная статическая радиальная нагрузка:

P_r0 = X0∙_F1+Y0∙F_A = 4634 кН;

Расчет на заданный ресурс:

;

X = 1;

Y = 0

e = 0,32;

При вращении внутреннего кольца V=1;

;

X = 1;

Y = 2,87;

- температурный коэффициент;

- коэффициент безопасности;

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка:

кН;

Вероятность безотказной работы 90%

а = 1 – коэффициент долговечности;

а₂₃ = 0,7 – коэффициент совместного влияния особых свойств металла деталей подшипника;

k = 3 так как шариковый подшипник;

Требуемый ресурс работы подшипника L_h = 500 часов;

Расчетный ресурс:

ч > 500 ч.

Подшипник подходит.

6.3. Расчёт подшипников опор выходного вала.

Для боковых опор выходного вала беру радиальные роликовые подшипники с короткими цилиндрическими роликами (42209). Считая аналогичным способом который представлен в расчете входного вала в программе Mathcad получаю, что расчетный ресурс 2539 часов, что удовлетворяет заданному условию работы коробки передач 500 часов.

Для центральной опоры приму роликовый сферический двухрядный подшипник легкой серии (3510). Считая аналогичным способом который представлен в расчете промежуточного вала в программе Mathcad получаю, что расчетный ресурс 2213 часов, что удовлетворяет заданному условию работы коробки передач 500 часов.

6.4.Расчёт подшипников под паразитной шестерней.

Для паразитного вала выбираю диаметр 30 мм и сталь 40ХН, предел смятия которой равен

100 МПа. Беру два однорядных шариковых сферических подшипника легкой серии (206).

МПа < 100 МПа.

P- суммарная сила от двух зацеплений, действующих на вал;

В - суммарная ширина двух подшипников;

d = 30 мм - диаметр вала;

Отсюда следует, что подшипники удовлетворяют условию.

Результаты расчета подшипников. Таблица 7.1

6.5.Расчёт игольчатых подшипников, устанавливаемых между зубчатыми колёсами и валами.

Игольчатые роликоподшипники без колец фирмы SKF, устанавливаемые между колесом и валом рассчитываются на статическую грузоподъёмность, так как в момент их нахождения под нагрузкой они не вращаются.

Минимальная статическая грузоподъёмность, которой должен обладать подшипник определяется по формуле:

C_{or i} = Q_i .

Расчет игольчатых подшипников шестерен. Таблица 7.2

7.Расчёт шлицевых соединений.

Задаются допускаемые напряжения смятия и среза.

[σ]_см = 140 МПа (для прямобочных шлицов)

[σ]_см = 140 МПа (для эвольвентных шлицов)

[τ]_ср = 50 МПа.

Прямобочные шлицы, используемые в данной работе, берутся не стандартные, так как в данном случае это не удобно, значит кроме расчёта на смятие их нужно посчитать на срез.

Эвольвентные шлицы, используемые в зубчатке синхронизатора берутся стандартными, значит их достаточно посчитать на смятие.

Рабочая длина шлицевого соединения из условия не превышения допускаемых напряжений смятия определяется по формуле:

, где – коэффициент, учитывающий неравномерное распределение нагрузки между зубьями и вдоль зубьев;

F-площадь сминаемых поверхностей; она определяется по формуле:

(для прямобочных шлицов)

(для эвольвентных шлицов)

r_ср - радиус по середине высоты зуба; он определяется по формуле:

;

Величина напряжений среза определяется по следующей формуле:

τ_ср = .

7.1.Расчёт шлицевых соединений на входном валу.

7.1.1.Расчёт прямобочных шлицевых соединений на входном валу.

Для соединения входного вала с полумуфтой:

D_в = 30 мм, d_а = 26 мм, T = 143,3 Н∙м, l = 20 мм

Обозначение d-8x26H7/f7x30x6H8/f8

Расчет на срез не производится, так как шлицы взяты по госту;