123887 (689686), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Находим расстояние между точками приложения к подшипникам радиальных реакций на валу червяка:
= 
– 2a = 240 – 2
17,4 = 205 мм. Принимаем = 204 мм.
По результатам предыдущего расчета и по компоновочной схеме берем: 
=100 мм; 
=102 мм; =204 мм; d
= 78,75 мм
Из условия равенства нулю моментов сил в опорах A и B (рис. 6.3) имеем:
в плоскости X0Z: R
= R
= F
/2 = 1553/2 = 776,5
в плоскости Y0Z: 
= 0; – F
+ F
+ F
d /2 – R
= 0
R = 
= 
= 2129 Н
= 0; – F ( + ) + R
– F ( – ) + F d /2 = 0
R = 
= 
= = 1518H
Проверка: 
= – F + R
– F + R
= –1059 + 1518–2588 + 2129 = 0 – реакции найдены правильно.
Суммарные реакции опор для расчета подшипников:
R
= R
= 
= 
= 1705 H
R
= R
= 
= 
= 2266 Н
6.3.3 Расчет вала червячного колеса
Примем подшипники роликовые конические 7212А. Схема установки подшипников – враспор. Из табл. 19.24 [1, с. 504] выписываем:
d = 60 мм; D = 110 мм; T = 24 мм; e = 0,4 (рис. 6.2)
Расстояние между заплечиками вала по компоновочной схеме 
= 80 мм; между широкими торцами наружных колец подшипников = 80 + 2 24 = 128 мм
Смещение точки приложения радиальной реакции от торца подшипника:
а = 0,5 [Т + 
] = 0,5 [24 + 
] = 23,3 мм
Отсюда расстояние между точками приложения к подшипникам радиальных реакций на валу червячного колеса (рис. 6.3):
= – 2а = 128 – 2 23,3 = 82 мм
По результатам предыдущего расчета и по компоновочной схеме берем: 
=120 мм; 
=41 мм; d
= 226,8 мм
6.3.4 Определяем реакции для вала червячного колеса
Из условия равенства нулю моментов сил в опорах Д и Е имеем:
в плоскости X0Z: R
= R
= F
/2 = 7018/2 = 3509 Н
в плоскости Y0Z: 
= 0; – F
d /2 – F + R
= 0
R
= 
= 
= 3442 H
= 0; R
+ F ( – ) – F d /2 = 0
R = 
= 
= 854 H
Проверка: = R + F – R = 854 + 2588 – 3442 = 0 – реакции найдены правильно.
Суммарные реакции опор:
R
=
= 
= 3611 H
R
=
= 
= 4915 H
Направление консольной нагрузки F
заранее не известно. Поэтому сначала найдем реакции опор от действия силы F :
= 0; – F + R
= 0
R = F / = 3526 120/82 = 5160 H
= 0; – F ( + ) + R
= 0
R = F
(
+ )/ = 3526 202/82 = 8686 H
Проверка: – F + R – R = –3526 + 8686 – 5160 = 0
Полные реакции опор для расчета подшипников, соответствующие наиболее опасному случаю нагружения, находим арифметическим суммированием результирующих от сил в зацеплении (R и R ) и реакций от консольной нагрузки (R и R соответственно):
R
= R + R = 3611 + 8686 = 12297 Н
R
= R + R = 4915 + 5160 = 10075 Н
7. Подбор подшипников
7.1 Подбор подшипников для вала червяка
Дано: n
= 950 об/мин; U
= 2,28; d
= 40 мм; t = 8000 час; R = 1705 Н; R = 2266 Н
Вал нагружен осевой силой F
= 7018 Н
Схема установки подшипников – враспор.
Возможны кратковременные перегрузки до 125% номинальной нагрузки. Условия эксплуатации подшипников – обычные. Ожидаемая температура работы t
= 77…98
С
Предварительно назначены подшипники роликовые конические легкой серии 7208А. Из табл. 19.24 [1, с. 504] для этого подшипника выписываем: C =58300 Н; e = 0,37; Y = 1,6
Для определения осевых нагрузок на опоры приведем схему нагружения вала (рис. 6.3) к виду, представленному на рис. 7.1.
Рис. 8.1
Получим: R
= R = 1705 Н; R
= R = 2266 Н; F
= F = 7018 Н
Определяем осевые составляющие:
R
= 0,83 e R = 0,83 0,37 1705 = 523,6 Н
R
= 0,83 e R = 0,83 0,37 2266 = 695,9 Н
Так как R < R (523,6 < 695,9) и F > (R – R ), то в соответствии с табл. 6.2 [1, с. 136] находим осевые силы, нагружающие подшипники:
R = R = 523,6 Н; R = R + F = 523,6 + 7018 = 7541,6 Н
По табл. 6.1 [1, с. 134] определяем:
отношение R /(VR ) = 523,6/(1 1705) = 0,307, что меньше e = 0,37 и для опоры 1: X = 1; Y = 0
отношение R /(VR ) = 7541,6/(1 2266) = 3,33, что больше е = 0,37 и для опоры 2: X = 0,4; Y = 1,6
Эквивалентные динамические нагрузки при К = 1,2 (табл. 6.4 [1, с. 140]) и К
= 1 (t< 100 С) (табл. 6.5 [1, с. 141])
R
= VXR К К = 1 1 1705 1,2 1 = 2046 Н
R
= (VXR + YR ) К К = (1 0,4 2266 + 1,6 7541,6) 1,2 1 = 15567,6 Н
Расчетный ресурс более нагруженного подшипника опоры 2:
L = a
где a = 0,6 при обычных условиях применения подшипников [1, с. 142]; p=10/3 = 3,33 (роликовой подшипник); n – частота вращения входного вала с учетом фактического значения передаточного числа ременной передачи:
n = n /U = 950/2,28 = 416,7 об/мин
L = 0,6 (
= 1949 час
Это намного меньше требуемого ресурса t = 8000 час, поэтому намеченный подшипник 7208А не подходит
Попробуем применить конический роликовый подшипник средней серии 7308А (С = 80900 Н; е = 0,35; Y = 1,7):
R = (VXR + YR ) К К = (1 0,4 2266 + 1,7 7541,6) 1,2 1 = 16472,5 Н
L = 0,6 (
)
= 4800 час
Этот расчетный ресурс также меньше требуемого (t = 8000 час)
Примем для дальнейших расчетов подшипники роликовые конические однорядные с большим узлом конусности 1027308А
Подшипники с большим углом конусности очень чувствительны к изменению осевого зазора. Поэтому рекомендуется устанавливать их рядом,
образуя из двух подшипников фиксирующую опору.
В соответствии с этим перейдем от схемы установки подшипников враспор к схеме с одной фиксирующей и другой плавающей опорами. В качестве фиксирующей выберем опору Б, так как с противоположной стороны на конце вала устанавливается шкив ременной передачи.
7.1.1 Опора Б
Силы, нагружающие фиксирующую опору Б:
R = R = 2266 Н; R = F = 7018 Н
Для фиксирующей опоры, состоящей из 2-х подшипников, принимаем подшипник 1027308А. Для этого подшипника из табл. 19.25 [1, с. 505] выписываем: С = 69300 Н; е = 0,83. Для комплекта из двух подшипников С
=1,714С = 1,714 69300 = 118780 Н
Отношение R /(VR ) = 7018/(1 2266) = 3,1, что больше е = 0,83. Коэффициент V = 1 – вращение внутреннего кольца относительно вектора R
По рекомендации [1, с. 139] коэффициенты радиальной X и осевой Y нагрузок для двухрядного конического роликового подшипника имеем:
X = 0,67; Y = 0,67ctg
где – угол контакта. = arctg (е/1,5) = arctg (0,83/1,5) = 28,96
Y = 0,67ctg28,96 = 1,21
Эквивалентная динамическая нагрузка при К = 1,2 и К =1:
R = (VXR + YR ) К К = (1 0,67 2266 + 1,21 7018) 1,2 1 = 12012 Н
Расчетный ресурс при а = 0,6 (коэффициент, характеризующий совместное влияние на долговечность особых свойств металла деталей подшипника и условий его эксплуатации) и р = 3,33
L = a (
)
= 0,6 (
) = 49450 час
Подшипник 1027308А пригоден, т. к. расчетный ресурс намного больше требуемого t = 8000 час. Основные размеры принятого подшипника:
d = 40 мм; D = 90 мм; T = 25,5 мм
7.1.2 Опора А
Плавающая опора А нагружена силой R = R = 1705 Н
Для плавающей опоры червяка принимаем шариковый радиальный подшипник 208 из табл. 19.18 [1, с. 497] выписываем С = 32000 Н
Эквивалентная нагрузка при отсутствии осевой силы:
R = VR К К = 1 1705 1,2 1 = 2046 Н
Расчетный ресурс при a = 0,7 и р = 3 (шариковый подшипник)
L = 0,7 (
)
= 107111 час
Подшипник 208 пригоден. Основные размеры принятого подшипника: d = 40 мм; D = 80 мм; B = 18 мм (рис. 7.2)
Рис. 8.2
7.2 Подбор подшипников для вала червячного колеса
Дано: U = 18 (фактическое значение передаточного числа ременной и червячной передач); d = 60 мм; t = 8000 час
Радиальные реакции опор: R = 12297 Н; R
= 10075 Н
Вал нагружен осевой силой F = 1553 Н. Схема установки подшипников – враспор. Возможны кратковременные перегрузки до 125% номинальной нагрузки. Условия эксплуатации подшипников – обычные. Ожидаемая температура работы t = 77…98 С
Предварительно назначены подшипники роликовые конические легкой серии 7212А. Из табл. 19.24 [1, с. 504] для этого подшипника выписываем: С = 91300 Н; е = 0,4; Y = 1,5
Для определения осевых нагрузок на опоры приведем схему нагружения вала к виду, представленному на рис. 7.1
Получим: R = R = 12297 Н; R = R = 10075 Н; F = F = 1553 Н
Определяем осевые составляющие:
R = 0,83еR = 0,83 0,4 12297 = 4083 Н
R = 0,83еR = 0,83 0,4 10075 = 3345 Н
Так 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 Н
отношение R /(VR ) = 4083/(1 12297) = 0,33, что меньше е = 0,4 и для опоры 1: X = 1; Y = 0
отношение R /(VR ) = 5636/(1 10075) = 0,559, что больше е = 0,4 и для опоры 2: X = 0,4; Y = 1,5
Эквивалентные динамические нагрузки при К = 1,2 и К = 1:
R = VXR К К = 1 1 12297 1,2 1 = 14756,4 Н
R = (VXR + YR ) К К = (1 0,4 10075 + 1,5 5636) 1,2 1 = 14981 Н
Расчетный 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 час
Намеченный 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:
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
