А = d; А = 6 мм
7.4. Принимаем расстояние между наружным кольцом подшипника ведущего вала и внутренней стенкой корпуса:
А = d; А = 6 мм
7.5. Наружный диаметр подшипников D = 47 мм больше диаметра окружности вершин зубьев dа1 = 37,3 мм.
7.6. Толщина фланца D крышки подшипника
равна диаметру отверстия do в этом фланце. Для подшипника 204 - D = 8 мм, для подшипника 207 - D = 12 мм по рис. 12.7 [1, стр. 303]. Высота головки болта
0,7 · dБ1 = 0,7 · 8 = 5,6 мм.
0,7 · dБ2 = 0,7 ·12 = 8,4 мм.
7.7. Измерим по схеме расстояния l1 – на ведущем валу и l2 – на ведомом.
l1 = 36,5 мм, l2 = 48 мм
Окончательно принимаем для расчета: l1 = 36 мм, l2 = 48 мм.
7.8. Глубина гнезда подшипника: lг ≈ 1,5 В;
для подшипника 204, В = 14 мм; lг1 = 1,5 * 14 = 21; примем lг1 = 21 мм;
для подшипника 207, В = 17 мм; lг2 = 1,5 * 17 = 25,5; примем lг2 = 25 мм;
7.9. Решаем вопрос о смазывании подшипников.
Принимаем для подшипников пластичный смазочный материал. Для предотвращения вытекания смазки внутрь корпуса и вымывания пластичного смазочного материала жидким маслом из зоны зацепления устанавливаем мазеудерживающие кольца. Их ширина определяет размер y = 6 мм.
8. Проверка долговечности подшипников
8.1. Ведущий вал.
Из предыдущих расчетов имеем Ft = 1396,5 Н, Fа = 407,3 Н, Fr = 529,5 Н; Из первого этапа компоновки l1 = l2 = 46,5 мм.
Реакции опор:
в плоскости xz
Rx1 = Rx2 = Ft / 2 = 1396,5 / 2 = 698,25 H
в плоскости yz
Ry1 + Ry2 - Fr = 337 + 162,5 - 529,5 = 0
Суммарные реакции
Подбираем подшипники по более нагруженной опоре 1.
8.2. Определим изгибающие и крутящий моменты и построим эпюры
Для построения эпюр определим изгибающие моменты в характерных точках (сечениях) А, В, С и Д.
а. Вертикальная плоскость
МА = 0
МСЛ = Ry1 · a2
МСЛ = 337 · 46,5 · 10-3 = 15,67 Н·м
МСП = Ry2 · a2
МСП = 192,5 · 46,5 · 10-3 = 9 Н·м
МВ = 0
МД = 0
б. Горизонтальная плоскость
МА = 0
МСЛ = Rх1 · a2
МДЛ = 698,25 · 46,5 · 10-3 = 32,5 Н·м
МДП = Rх2 · a2
МДП = 698,25 · 46,5 · 10-3 = 32,5 Н·м
МВ = 0
МД = 0
Крутящий момент:
Т = Т = 24 Н·м
8.3. Суммарный изгибающий момент:
(8.3)
Определим суммарные изгибающие моменты в характерных сечениях
Сечение А – А: МИ = 0
Сечение С – С: Н·м
Сечение В – В: МИ = 0
Сечение Д – Д: МИ = 0
8.4. Намечаем радиальные шариковые подшипники 204: d = 20 мм, D = 47 мм, B = 14 мм, C = 12,7 кН, С0 = 6,2 кН.
Эквивалентная нагрузка:
РЭ = (Х · V · Pr1 + Y · Pa) · Ks · KТ (8.4)
где Pr1 = 775 H – радиальная нагрузка,
Pa – осевая нагрузка, Pa = Fa = 407,3 Н;
V = 1, вращается внутренне кольцо подшипника;
Ks = 1 – коэффициент безопасности для приводов ленточного конвейера, по таб. 9.19 [1, стр.214];
KТ = 1 – температурный коэффициент по таб. 9.20 [1, стр.214], так как рабочая температура не выше 100 0С
Отношение Fa / C0 = 407,3 / 6200 = 0,066 по таб. 9.18 [1, стр. 212] определяем е ≈ 0,26. Отношение Pa / Pr1 = 407,3 / 785 = 0,52 > е;
Значит, по таб. 9.18 [1, стр. 212]: Х = 1; Y = 0
РЭ = 1 · 1 · 775 · 1 · 1 = 785 Н
Расчетная долговечность:
(8.5)
(8.6)
Срок службы привода LГ = 6 лет, тогда:
Lh = LГ · 365 · 12 (8.7)
Lh = 6 · 365 · 12 = 26280 ч = 26 · 103 ч
Расчетная долговечность намного больше, следовательно, подшипник 204 подходит.
Окончательно принимаем подшипник легкой серии 204 d = 20 мм ГОСТ 8338 – 75
8.5. Ведомый вал несет такие же нагрузки, как и ведущий: Ft = 1396,5 Н, Fа = 407,3 Н, Fr = 529,5 Н; l1= l2 = 48 мм.
Реакции опор:
в плоскости xz
Rx1 = Rx2 = Ft / 2 = 1396,5 / 2 = 698,25 H
в плоскости yz
Ry1 + Ry2 - Fr = 406,5 + 123 - 529,5 = 0
8.6. Суммарные реакции
Подбираем подшипники по более нагруженной опоре 1.
8.7. Определим изгибающие и крутящий моменты и построим эпюры
Для построения эпюр определим изгибающие моменты в характерных точках (сечениях) А, В, С и Д.
а. Вертикальная плоскость
МА = 0
МСЛ = Ry1 · a2
МСЛ = 406,5 · 48 · 10-3 = 19,5 Н·м
МСП = Ry2 · a2
МСП = 123 · 48 · 10-3 = 6 Н·м
МВ = 0
МД = 0
б. Горизонтальная плоскость
МА = 0
МСЛ = Rх1 · a2
МДЛ = 698,25 · 48 · 10-3 = 33,5 Н·м
МДП = Rх2 · a2
МДП = 698,25 · 48 · 10-3 = 33,5 Н·м
МВ = 0
МД = 0
Крутящий момент:
Т = Т2 = 116,4 Н·м
8.8. Суммарный изгибающий момент:
(8.3)
Определим суммарные изгибающие моменты в характерных сечениях
Сечение А – А: МИ = 0
Сечение С – С: Н·м
Сечение В – В: МИ = 0
Сечение Д – Д: МИ = 0
8.9. Намечаем радиальные шариковые подшипники 207: d = 35 мм, D = 72 мм, B = 17 мм, C = 25,5 кН, С0 = 13,7 кН.
Эквивалентная нагрузка:
РЭ = (Х · V · Pr1 + Y · Pa) · Ks · KТ (8.4)
где Pr1 = 808 H – радиальная нагрузка,
Pa – осевая нагрузка, Pa = Fa = 407,3 Н;
V = 1, вращается внутренне кольцо подшипника;
Ks = 1 – коэффициент безопасности для приводов ленточного конвейера, по таб. 9.19 [1, стр.214];
KТ = 1 – температурный коэффициент по таб. 9.20 [1, стр.214], так как рабочая температура не выше 100 0С
Отношение Fa / C0 = 407,3 / 13700 = 0,0297 по таб. 9.18 [1, стр. 212] определяем е ≈ 0,22. Отношение Pa / Pr1 = 407,3 / 808 = 0,5 > е;
Значит, по таб. 9.18 [1, стр. 212]: Х = 1; Y = 0
РЭ = 1 · 1 · 785 · 1 · 1 = 808 Н
Расчетная долговечность:
(8.5)
(8.6)
Срок службы привода LГ = 6 лет, тогда:
Lh = LГ · 365 · 12 (8.7)
Lh = 6 · 365 · 12 = 26280 ч = 26 · 103 ч
Расчетная долговечность намного больше, следовательно, подшипник 207 подходит.
Окончательно принимаем подшипник легкой серии 207 d = 35 мм ГОСТ 8338 - 75
Условное обозначение подшипника
d
D
B
r
Грузоподъемность, кН
Размеры, мм
С
С0
204
20
47
14
1,5
12,7
6,2
207
35
72
17
2
25,5
13,7
9. Расчет шпоночных соединений
9.1. Подбор шпонок для быстроходного вала
Для консольной части вала по таб. 8.9 [1, стр. 169] подбираем по диаметру вала dВ1 = 16 мм призматическую шпонку b ´ h = 5 ´ 5 мм. Длину шпонки принимаем из ряда стандартных длин так, чтобы она была меньше длины посадочного места вала lМ1 = 18 мм на 3…10 мм и находилась в границах предельных размеров длин шпонок.
Принимаем l = 14 мм – длина шпонки со скругленными торцами. t1 = 3; момент на ведущем валу Т1 = 24 * 103мм;
Допускаемые напряжения смятия определим в предположении посадки шкива ременной передачи изготовленного из чугуна, для которого [sсм] = 60…90 МПа. Вычисляем расчетное напряжение смятия:
(9.2)
Окончательно принимаем шпонку 5 ´ 5 ´ 14
Обозначение: Шпонка 5 ´ 5 ´ 14 ГОСТ 23360 - 78
9.2. Подбор шпонок для консольной части тихоходного вала
Для консольной части вала по таб. 8.9 [1, стр. 169] подбираем по диаметру вала dВ1 = 28 мм призматическую шпонку b ´ h = 8 ´ 7 мм. Длину шпонки принимаем из ряда стандартных длин так, чтобы она была меньше длины посадочного места вала lМ2 = 26 мм на 3…10 мм и находилась в границах предельных размеров длин шпонок.
Принимаем l = 20 мм – длина шпонки со скругленными торцами; t1 = 4; момент на ведомом валу Т1 = 116,4 * 103мм;
