Подбор подшипников качения по динамической грузоподъемности - Кинематический расчет привода главного движения станка мод. ВМ127М

Выбор типа подшипника зависит от его назначения, направления и величины нагрузки, частоты вращения, режима работы, стоимости подшипника, особенностей монтажа. При выборе типа подшипника необходимо сначала рассмотреть возможность применения радиальных однорядных шарикоподшипников как самых дешевых и простых в эксплуатации, также при одинаковых размерах с другими подшипниками они имеют наименьшие потери на трение и допускают наибольшую частоту вращения.

Подшипники подбирают по динамической грузоподъемности при частоте вращения кольца n > 10 об/мин, которая характеризуется коэффициентом динамической грузоподъемности С. Этот коэффициент представляет собой нагрузку, которую может выдержать подшипник без разрушения за 1 млн. оборотов.

Условие подбора подшипников: СТр ? С,

Где СТр - требуемая динамическая грузоподъемность;

С - динамическая грузоподъемность по ГОСТу;

;

Подбор подшипников для вала 3

Для определения коэффициента динамической грузоподъемности принимаем следующие условия: нагрузка только радиальная, вращается внутреннее кольцо подшипника, рабочая температура подшипника не превышает 100°С, желательная долговечность LH = 20000 ч (мет), диаметр шейки вала d = 17 мм и d = 20 мм.

Принимаем: kУ= 1,4 (Дунаев, стр84) - коэффициент динамической нагрузки;

KФ = 1,0 - температурный коэффициент;

V = 1,0 - коэффициент вращения;

n = 710 об/мин;

Р = V Ч FR Ч kУ Ч kФ - эквивалентная динамическая нагрузка,

Где FRa = = = 742,5 Н;

FRв = = = 245 Н;

РА = 1,0 Ч 742,5 Ч 1,4 Ч 1,0 = 1039,5 Н;

РВ = 1,0 Ч 245 Ч 1,4 Ч 1,0 = 343 Н;

;

Выбранные подшипник соответствует требованию

Проверка прочности шпоночных соединений

Шпонкой, называют деталь, соединяющую вал и ступицу для передачи вращающего момента.

Момент передается с вала на ступицу боковыми гранями шпонки, на которых возникают напряжения смятия, а в продольном сечении шпонки возникают напряжения среза.

Условие прочности соединения на смятие:

? [уСм]

Проверка прочности шпоночных соединений вала 2

1) Для закрепления зубчатого колеса z2

По диаметру вала d = 19 мм принимаем шпонку шириной b = 5 мм, высотой h = 5 мм, t1 = 3 мм; t2 = 2,3 мм, рабочую длину шпонки примем lР = 14 мм.

Допустимые напряжения в зависимости от прочности материалов вала и ступицы и от режима работы выбирают в пределах [уСм] = 60...150 МПа (меньшие значения для чугунных ступиц, большие - для стальных ступиц).

Так как вал I изготовлен из стали 45, то примем [уСм] = 100 МПа;

Проверим прочность соединения на смятие:

? 100 МПа;

Проверка прочности шпоночных соединений вала 3

1) Для закрепления зубчатого колеса

По наружному диаметру ступицы колеса d = 20 мм принимаем шпонку шириной b = 6 мм, высотой h = 6 мм, t1 = 3,5 мм; t2 = 2,8 мм, рабочую длину шпонки примем lР = 40 мм.

2) Для закрепления зубчатого колеса

По наружному диаметру ступицы колеса d = 20 мм принимаем шпонку шириной b = 6 мм, высотой h = 6 мм, t1 = 3,5 мм; t2 = 2,8 мм, рабочую длину шпонки примем lР = 14 мм.

Допустимые напряжения в зависимости от прочности материалов вала и ступицы и от режима работы выбирают в пределах [уСм] = 60...150 МПа (меньшие значения для чугунных ступиц, большие - для стальных ступиц).

Так как вал III изготовлен из стали 45, то примем [уСм] = 100 МПа;

Проверим прочность соединения на смятие:

? 100 МПа;

? 100 МПа;

Проверка прочности шлицевых соединений

Шлицевые соединения образованы выступами - зубьями на валу, входящими во впадины - пазы в ступице.

Передача крутящих моментов валом осуществляется посредством прямобочных зубчатых (шлицевых) соединений.

Шлицевые соединения могут выходить из строя из-за повреждения рабочих поверхностей шлицев в виде их износа или смятия, излома по основанию шлицев, а также из-за разрушения основных деталей - вала или ступицы.

Принимаем соединение с центрированием по наружному диаметру:

;

Проверка прочности на смятие производится по уравнению:

[уСм],

Где Т = 27,57 Нм - расчетный крутящий момент;

КСм = 1,5 - коэффициент неравномерности нагрузки при смятии;

КД = 1,08 - коэффициент динамичности нагрузки;

Z = 0,5 Ч dСр Ч h Ч z - удельный суммарный статистический момент площади рабочих поверхностей соединения относительно вала,

Где dСр = 25,5 мм - средний диаметр соединения;

H = 4,96 мм - рабочая высота шлицев с учетом вычета размера фасок;

Z = 6 - число шлицев;

[уСм] = уТ / n - допустимое напряжение смятия,

Где уТ = 280 МПа - предел текучести для стали 45;

N = 1,25 - запас прочности;

L = 83 мм - рабочая длина соединения;

;

[уСм] = 280 / 1,25 = 224 МПа => условие выполняется.

Расчет других валов производиться аналогичным способом и соответствуют условию так как все валы принимаются одним диаметром.

Похожие статьи




Подбор подшипников качения по динамической грузоподъемности - Кинематический расчет привода главного движения станка мод. ВМ127М

Предыдущая | Следующая