Проверочный расчет подшипников качения

Основные критерии работоспособности подшипника качения – его динамическая и статическая грузоподъемность. Далее приводится проверочный расчет предварительно выбранных подшипников по указанным критериям.

ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ БЫСТРОХОДНОГО ВАЛА

ТРЕБУЕМЫЙ РЕСУРС 10000 ч КОЭФФИЦИЕНТ БЕЗОПАСНОСТИ 1.30

РЕЖИМ НАГРУЖЕНИЯ типовая циклограмма нагружения N 9 КОЭФФ.ПЕРЕГР.2.20

ОПОРЫ ВАЛА: плавающие

относительно нагрузки вращается внутреннее кольцо подшипника

ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ВАЛА 400.0 об./мин. ВНЕШНЯЯ ОСЕВАЯ СИЛА 0 Н

Опора 1 2

Подшипник 12308 12308

Радиальная реакция, Н 3547 1893

Максимальная осевая реакция, Н 0 0

Статическая грузоподъемность, Н 32500 32500

Эквивалентная статическая нагрузка, Н 7803 4165

Ресурс при вероятности безотказной работы 0.9, ч 100000 100000

Вероятность безотказной работы при заданном ресурсе 0.998 0.999

ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ВАЛА

ТРЕБУЕМЫЙ РЕСУРС 10000 ч КОЭФФИЦИЕНТ БЕЗОПАСНОСТИ 1.30

РЕЖИМ НАГРУЖЕНИЯ типовая циклограмма нагружения N 9 КОЭФФ.ПЕРЕГР.2.20

ОПОРЫ ВАЛА: две фиксирующие в одном осевом направлении / враспор /

относительно нагрузки вращается внутреннее кольцо подшипника

ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ВАЛА 77.2 об./мин. ВНЕШНЯЯ ОСЕВАЯ СИЛА 0 Н

Опора 1 препятствует перемещению вала под действием внешн. осевой силы

Опора 1 2

Подшипник 309 309

Радиальная реакция, Н 7488 7382

Максимальная осевая реакция, Н 0 0

Статическая грузоподъемность, Н 30000 30000

Эквивалентная статическая нагрузка, Н 16474 16240

Ресурс при вероятности безотказной работы 0.9, ч 34900 36400

Вероятность безотказной работы при заданном ресурсе 0.984 0.985

ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ ТИХОХОДНОГО ВАЛА

ТРЕБУЕМЫЙ РЕСУРС 10000 ч КОЭФФИЦИЕНТ БЕЗОПАСНОСТИ 1.30

РЕЖИМ НАГРУЖЕНИЯ типовая циклограмма нагружения N 9 КОЭФФ.ПЕРЕГР.2.20

ОПОРЫ ВАЛА: две фиксирующие в одном осевом направлении / враспор /

относительно нагрузки вращается внутреннее кольцо подшипника

ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ВАЛА 26.0 об./мин. ВНЕШНЯЯ ОСЕВАЯ СИЛА 0 Н

Опора 1 препятствует перемещению вала под действием внешн. осевой силы

Опора 1 2

Подшипник 313 313

Радиальная реакция, Н 1703 14498

Максимальная осевая реакция, Н 0 0

Статическая грузоподъемность, Н 56000 56000

Эквивалентная статическая нагрузка, Н 3747 31896

Ресурс при вероятности безотказной работы 0.9, ч 100000 76600

Вероятность безотказной работы при заданном ресурсе 0.999 0.995

8. Расчёт муфты

Для использования в приводе была выбрана муфта зубчатая ГОСТ 50895-96.

Задачей данного раздела является выбор муфты и проверка её на прочность.

Основными параметрами для выбора муфт служат номинальные диаметры соединительных валов, расчётный вращающий момент Т_расч.

,

где Т- наибольший длительно действующий момент; К- коэффициент, учитывающий режим работы;

_,

Где К_s -коэффициент безопасности, учитывающий характер последствий при выходе муфты из строя (К_s=1, 0-1, 5); К_д- коэффициент динамичности, учитывающий характер передаваемой нагрузки и (или) тип двигателя и рабочей машины (К_д=1, 0-2, 0). Это соотношение должно выполняться для всех муфт.

Зубчатые муфты - наиболее распространённый вид жёстких компенсирующих муфт. Достоинствами этих муфт являются высокая нагрузочная способность, компактность, способность компенсации относительно небольших смещений валов, технологичность - использование для нарезки зубьев стандартного зуборезного инструмента.

Выбираем зубчатую муфту со следующими параметрами:

- модуль; - число зубьев; b_m - ширина зуба; Остальные размеры муфты устанавливаются конструктивно из условия обеспечения минимального диаметрального размера.

С целью предупреждения недопустимой интенсивности изнашивания предусматривают снижение уровня напряжений смятия, величину которого устанавливают расчётом

– рабочая высота зуба; ; K_Hs -коэффициент неравномерности распределения нагрузки (K_Hs=1, 1-для муфт с жёсткими обоймами) [s_см]-допускаемое напряжение смятия, зависящее от вида термообработки зубьев. Для стандартных муфт термической обработкой поверхности допускают [s_см]=12..15 МПа.

Рисунок 8.1. Расчетная схема муфты на смятие

Осуществляем проверку работоспособности зубьев муфты по напряжениям смятия:

[s_см]=15 МПа

Работоспособность зубьев по напряжениям смятия обеспечена.

Рисунок 8.2. Расчетная схема болтов на срез

Проведем расчет на срез болтов, установленных без зазора.

Принимаем конструктивно болты с резьбой М10

Определим диаметры болтов (число болтов z = 6).

Диаметр расположения болтов D_б:

D_б = (D + D1)/2 = (170 + 125)/2 = 148 мм

Материал болтов – сталь класса прочности 8.8, для которой [s_m]=640 МПа,

[t] = 0, 3 × 640 = 192 МПа.

Болты удовлетворяют условию.