Х. Подбор подшипников. Быстроходный вал (червяк)

1.Определяем размер и направление действующих на подшипник сил:

FrА=√Х2А+ Y2А=√2902+742=300 Н,

FrВ=√Х2В+ Y2В=√2902+8222=872 Н.

Осевая сила Fа1=2460Н.

Большая радиальная нагрузка действует на опору В, на нее же действует и осевая сила, поэтому подбор подшипников придется вести для этой опоры.

2. Определяем тип подшипника. При значительном превышении осевой нагрузки Fа1 над радиальной FrВ (в нашем случае примерно в три раза) целесообразно применить конические роликоподшипники.

3. Определяем осевые составляющие реакции для предварительно назначенного подшипника 7308 средней серии при е=0.278 (см. таблицу П43[1]):

SA=0.83е FrА=0.83*0.278*300=69 Н,

SВ=0.83е FrВ=0.83*0.278*872=201 Н

4.Находим суммарные осевые нагрузки: так как SA< SВ и

Fa1=2550Н> (SВ -SA)=201-69=132, то: Fa= SA=69 Н и

FaВ= SA+ Fa1=69+2460=2529 Н.

5. При FаВ/ (VFrВ)=2529/(1*872)> е=0.278 по табл. П43[1] принимаем Х=0.4 и Y=2.158.

6.Назначаем долговечность подшипника и определяем значения соответствующих коэффициентов. Назначаем Lh=15*103ч; V=1, так как вращается внутренне кольцо(см. таблицу П46[1]), Кб=1.6 при умеренных толчках; Кт=1 (см. таблицу П47[1]). α=10/3 для роликовых подшипников.

7. Вычисляем требуемую динамическую грузоподъемность подшипника:

Стр=(ХVFrВ+ YFаВбКт(6*10-5 n Lh)1/α=(0.4*1*872+2.158*2529)1.6*(6*10-5 *1440*15*103)0.3=(342+5670)1.6*8.57=82.5 кН.

8. По табл. П43[1] окончательно принимаем конический роликоподшипник 7608 средней серии, для которого d=35 мм, D=80 мм, Тmax=23 мм, С=78,5 кН.

Проверим долговечность назначенного подшипника 7608 при е=0.296, Х=0.4, Y=2.026 [табл. П43].

Осевая составляющая и суммарная осевая нагрузка (расчетная):

SA=0.83е FrА=0.83*0.296*300=74 Н

FaВ= SA+ Fa1=74+2460=2534 Н

Долговечность Lh=[С/( ХVFrВ+ YFаВбКт]10/3*105/6n=[78.5*103/( 0.4*1*872+ 2.026*2534)1.6*1]10/3*105/6*1440=15.45 *103 ч, что удовлетворяет требованию долговечности редукторных подшипников.

Итак, окончательно принимаем конический роликоподшипник 7608, для которого d=40мм, D=90 мм, Тmaх=35.5 мм, С=78.5 кН, е=0.296,

nпр>4*103мин-1.

9. Проверим ориентировочно принятое расстояние а1:

а=0.5 Тmaх+(е/3)( d+D)=0.5*35.5+(0.296/3)(40+90)=17.75+12.82=30.57 мм,

Так как а< Тmaх, то реакции приложены в точках А и В при

а1=115+ Тmaх-а=115+35.5-30.57=120 мм.

Незначительное увеличение а1 приведет к уменьшению YВ и, следовательно, FrВ и Стр, что не повлияет на долговечность подшипника.

Тихоходный вал.

1. Определяем значение и направление действующих на подшипник сил: радиальные нагрузки (реакции):

FrА=√ ХА2+ YА2=√ 12302+(-143)2=1238 Н,

FrВ=√ ХВ2+ YВ2=√ 12302+ (1039)2=1610 Н.

Осевая сила Fа2=580 Н.

2.Выбираем тип подшипника. Так как (Fа2/FrВ)*100%=(580/1610)*100%=36.0%>20…25%., то принимаем радиально-упорные конические роликоподшипники легкой серии.

3. Определяем осевые составляющие реакций конических роликоподшипников при е=0.414 (см. таблицу П43[1]) для предварительно назначенного подшипника 7209 легкой серии:

SA=0.83е FrА=0.83*0.414*1238=425 Н,

SВ=0.83е FrВ=0.83*0.414*1610=553Н

4.Находим суммарные осевые нагрузки: так как SA< SВ и

Fa2=580 Н> (SВ -SA)=(553-425)=128 Н, то: FaА= SA=425 Н и

FAВ= SA+ Fa2=425+580=1005 Н.

5. Назначаем долговечность подшипника и определяем значения соответствующих коэффициентов. Как и для быстроходного вала, принимаем Lh=15*103ч; V=1, Кб=1.6 при умеренных толчках; Кт=1 (см. таблицу П47[1]), α=10/3, n=n2=90 об/мин.

При FаА/ (VFrА)=425/(1*1238)=0.344< е, получаем Х=1, Y=0;

При FаВ/ (VFrВ)=1005/(1*1610)=0.615> е, то по табл. П43[1] принимаем Х=0.4 и Y=1.450.

6. Определим опору, на которую действует наибольшая эквивалентная нагрузка: РА=( ХVFrA+ YFaA) Кб Кт=( 1*1*1238+ 0) 1.6*1=1980 Н;

РВ=( ХVFrВ+ YFaВ) Кб Кт=( 0.4*1*1610+1.450*1005) 1.6*1=3362 Н=Рmaх.

Следовательно, требуемую динамическую грузоподъемность необходимо найти для опоры В, как наиболее нагруженной:

СтрВ(6*10-5 n2 Lh)1/α=

=3362*(6*10-5 *90*15*103)0.3=3510*3.74=13.10 кН.

7. По табл. П43[1] окончательно принимаем конический роликоподшипник 7209, для которого d=45 мм, D=85 мм, Тmax=20.5 мм.

Находим С=41,9 кН>Стр=13.10 кН, е=0.414, nпр>4*103 мин-1.

ХI. Тепловой расчет редуктора.

Площадь теплоотдающей поверхности редуктора можно прибиженно найти по формуле: S=20a2w=20*0.1502=0.45 м2.

Принимая коэффициент теплоотдачи kt=13 Вт/(м2*°С) и температуру воздуха tВ=20°С, вычисляем температуру масла в картере редуктора:

tМ1(1-η)/ kt S+ tВ= [2.84*102*(1-0.806)/13*0.45]+20°С =114°С, что значительно выше допускаемой температуры [tМ]=60…90 °С.

Уменьшить нагрев редуктора можно следующими способами:

1. Увеличить kt, при хорошей циркуляции воздуха kt=18 Вт/(м2*°С).

2. Изготовить корпус редуктора ребристым, при этом его теплоотдающая поверхность увеличиться на 20…25%;

3. Задать кратковременно-прерывистый режим работы редуктора.

В нашем случае используем последние два способа.

Если изготовить корпус редуктора ребристым, то Sребр=1.22S=1.22*0.45 м2.

ХII. Посадка деталей и сборочных единиц редуктора.

Внутренние кольца подшипников насаживаем на валы с натягом, значение которого соответствует полю допуска k6, а наружные кольца в корпус—по переходной посадке, значение которой соответствует полю допуска Н7.

Для ступицы детали, насаживаемой на выходной конец вала и для ступицы червячного колеса принимаем посадки с натягом, значение которого соответствует полю допуска k6 и Н7/р6.

ХIII. Смазка зубчатых колес и подшипников.

Зацепление червячной пары и подшипники редуктора смазываются маслом И=100А (при VS=4.56 м/с), разбрызгиваемым из общей масляной ванны (картера) вращающимися крыльчатками-брызговиками, насаженными на вал

червяка. Брызговики сделаны разъемными, их половины стянуты болтами.

Литература

Основная

1 Куклин Н. Г., Куклина Г. С. - Детали машин: Учеб.для машинострои.спец.

техникумов. – М.: Высш. шк., 1987 – 383с.: ил.

2 Курмаз Л.В. Скойбеда А.Т. - Детали машин. Проектирование: М.: Высш.

шк., 2002. - 386 с.: ил.

3 Устюгов И.И. - Детали машин: Учеб.пособие для учащихся техникумов.—

2-е изд., перераб. и доп.: М.: Высш. школа, 1981.—399 с, ил.

техникумов. – М.: Высш. шк., 1987 – 383с.: ил.

.

Дополнительная

4 И. М.Чернин – Расчеты деталей машин: Справ. Пособие: Мн.: выс. шк.,

1986 – 400с.: ил.

5 Шейнблит А. Е. - Курсовое проектирование деталей машин: Учеб.пособие.

Изд-е 2-е, перераб. и дополн. - Калининград: Янтар. сказ. 2002. - 454 сю: ил.

Наши рекомендации