6 Подбор подшипников
Ведущий вал
Силы, действующие в зацеплении:
Ft 1015.7 Н ;
330.4 Н ;
165.2 Н ;
Fr.
Fa.
Из первого этапа компоновки:
c1 116 мм ;
Из предыдущих расчётов:
f1 40 мм .
n1 1445 мин 1 ;
36.3 Н м ;
68.3 Н м ;
Tе1
Tе2
d1
d2
71.478 мм .
722.5 мин 1 ;
Н ;
n2
142.956
мм ;
FМ
1074.4
Cоставляем расчётную схему вала:
Определяем реакции опор:
Горизонтальная плоскость:
ΣM.1 0
Rx2 c1 Ft f1 = 0
Ft f1
1015.7 40
350.2 H .
Rx2
c
116
1
Rx1 c1 Ft c1 f1 = 0
ΣM.2 0
Ft c1 f1
1015.7 ( 116 40)
1365.9
H .
Rx1
c
116
1
Проверка:
Ft Rx1 Rx2 1015.7 1365.9 350.2
0
Вертикальная плоскость:
m
Fa. d1
165.2 71.478
5904.1 Н мм .
2
2
ΣM1
0
Fr. f1 m Ry2 c1 = 0
Fr. f1 m
330.4 40 5904.1
63.0 H .
Ry2
c
116
1
Fr. c1 f1 m Ry1 c1 = 0
ΣM2
0
Fr. c1 f1 m
330.4 ( 116 40) 5904.1
Ry1
393.4 H .
c
116
1
Проверка:
Fr. Ry1 Ry2
330.4 393.4 63 0
Cуммарные реакции опор:
R1
R2
Ry1 2 Rx1 2
393.42 1365.92 1421.4 H ;
Ry2 2 Rx2 2
63.02 350.22 355.8 H .
Предварительно намечаем роликовые конические подшипники № 7207 ТУ 37.006.162-89,
для которых:
d 35 мм , D 72 мм , Т 18.25 мм , В 17 мм , C 38.5 кН, e 0.37 ,
Y 1.5 .
Осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников определяются по
формуле:
S 0.83 e R ;
где е - параметр осевого нагружения.
436.51 H ;
109.3 H .
S1 0.83 e R1 0.83 0.37 1421.4
S2 0.83 e R2 0.83 0.37 355.8
При S1 S2 ; Fa 0 осевые нагрузки подшипников:
H ;
Fa1
S1 436.5
S1 Fa. 436.51 165.2
601.71 H .
Fa2
Рассмотрим левый подшипник:
Отношение
Fa2 601.71
> e
1.691
R2 355.8
Следовательно, эквивалентную нагрузку определяем с учётом осевой нагрузки.
Эквивалентная динамическая нагрузка определяется по формуле:
Х V R2 Y Fa2 Kб KT
Frеd2
где X Y - коэффициент радиальной и осевой нагрузок;
;
X 0.4
Y 1.5 ;
Kб - коэффициент безопасности;
1.3 ;
Kб
KT - температурный коэффициент;
1. при рабочей температуре подшипника менее 100ºС.
KT
V - коэффициент вращения кольца;
V 1.0 при вращении внутреннего кольца подшипника;
X V R2 Y Fa2 Kб KT
Fred2
( 0.4 1.0 355.8 1.5 601.71) 1.3 1. 1358.4
Н
Расчётная долговечность в миллионах оборотов определяется по формуле:
3
3
C 103
38.5 10
3
L2
22766.7 млн.об.
F
1358.4
red2
Расчётная долговечность в часах:
L2 106
6
22766.7 10
262591.7 ч
Lh2
60 n
60 1445
1
Рассмотрим правый подшипник:
Отношение
Fa1 436.51
0.307 < e
R1 1421.4
Следовательно, эквивалентную нагрузку определяем без учёта осевой силы.
Эквивалентная динамическая нагрузка определяется по формуле:
Frеd1
V R1 Kб KT
Fred1
V R1 Kб KT 1.0 1421.4 1.3 1. 1848.0 Н
Расчётная долговечность в миллионах оборотов определяется по формуле:
3
3
C 103
38.5 10
3
L1
9042.25
млн.об.
F
1848.0
red1
Расчётная долговечность в часах:
6
9042.3 106
L1 10
Lh1
104293.5 ч
60 n
60 1445
1
Найденная долговечность приемлема.
Ведомый вал.
Силы в зацеплении:
Ft 1015.7
Н ;
Fr Fa. 165.2
Н;
Fa Fr. 330.4 Н;
Из предыдущих расчётов:
мин 1 ;
Н м ;
n2 722.5
Tе2 68.3
d2 142.956
мм .
Из первого этапа компоновки:
c2 120 мм ;
мм ;
FМ 1074.4
L 75 мм .
Н.
f2 50
Нагрузка на вал от муфты:
Fa d2
330.4 142.956
m.
23616.3 Н мм .
2
2
Составляем расчётную схему вала и определяем реакции опор в горизонтальной и
вертикальной плоскостях:
Горизонтальная плоскость:
Ft c2 Rx4 c2 f2 FМ c2 f2 L = 0
ΣM3. 0
Ft c2 FМ c2 f2 L
1015.7 120 1074.4 ( 120 50 75)
H .
Rx4
ΣM4. 0
2265.4
c f
120 50
2 2
Ft f2 Rx3 c2 f2 FМ L = 0
FМ L Ft f2
1074.4 75 1015.7 50
H .
Rx3
175.3
c f
120 50
2 2
Проверка:
Ft FМ Rx3 Rx4
1015.7 1074.4 175.3 2265.4 0
Вертикальная плоскость:
ΣM3 0
Ry4 c2 f2 Fr c2 m. = 0
Fr c2 m.
165.2 120 23616.3
H .
Ry4
255.5
c f
120 50
2 2
Ry3 c2 f2 Fr f2 m. = 0
ΣM4 0
Fr f2 m.
165.2 50 23616.3
H .
Ry3
90.3
c f
120 50
2 2
Проверка:
Fr Ry3 Ry4
165.2 90.3 255.5 0
Cуммарные реакции опор:
R3
R4
Ry3 2 Rx3 2
90.32 175.32 197.2 H ;
Ry4 2 Rx4 2
255.52 2265.42 2279.8 H .
Предварительно намечаем роликовые конические подшипники № 7207 ТУ 37.006.162-89,
для которых:
d 35 мм , D 72 мм , Т 18.25 мм , В 17 мм , C. 38.5 кН, e. 0.37,
Y 1.5 .
Осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников определяются по
формуле :
где е - параметр осевого нагружения.
S3 0.83 e R3 0.83 0.37 197.2
S4 0.83 e R4 0.83 0.37 2279.8
S. 0.83 e R
60.56 H ;
700.13 H .
При S4 S3 ; Fa S4 S3 осевые нагрузки подшипников:
H ;
Fa4
S4 700.1
S4 Fa 700.13 330.4 369.7 H .
Fa3
Рассмотрим правый (нижний) подшипник №4 :
Fa4 700.13
0.307 < e
R4 2279.8
Следовательно, эквивалентную нагрузку определяем без учёта осевой силы.
Эквивалентная динамическая нагрузка определяется по формуле:
Frеd4
V R4 Kб KT
Fred4
V R4 Kб KT 1.0 2279.8 1.3 1. 2963.7 Н
Расчётная долговечность в миллионах оборотов определяется по формуле:
3
3
C. 103
38.5 10
3
L4
2192.2 млн.об.
F
2963.7
red4
Расчётная долговечность в часах:
6
2192.2 106
L4 10
Lh4
50569.8 ч
60 n
60 722.5
2
Найденная долговечность приемлема.