Расчет подшипников быстроходного вала на долговечность

Исходные данные

Расчет подшипника выполняем для наиболее нагруженной опоры.

Подшипник № 310

Размеры подшипника: d =50 мм, D =110 мм, B =27 мм

Динамическая грузоподъёмность C =61.8 кН

Статическая грузоподъёмность C ₀ =38 кН

Радиальная нагрузка на левый подшипник F_r = 5.2 кН

Радиальная нагрузка на правый подшипник F_r = 4,67 кН

Осевая нагрузка на подшипник F_a =1.74 кН

Частота вращения кольца подшипника n = 182.8мин^-1

Расчет

 

Эквивалентная динамическая нагрузка

P = K _б K _Т (XVF_r + YF_a),

где X - коэффициент радиальной нагрузки;

Y - коэффициент осевой нагрузки;

K _б=1.3 – коэффициент безопасности (табл. 1.6 [1]);

K _Т - температурный коэффициент, K _Т=1 при температуре подшипникового узла T =100 ;

V – коэффициент вращения, V =1 при вращении внутреннего кольца подшипника относительно вектора нагрузки.

Для шарикоподшипников радиальных однорядных параметр осевого нагружения e определяют по формуле из табл. 2.6 [1]

е =0.518 =0.25

Если e следует принять X =1, Y =0. При > e для этих подшипников принимают X = 0.56, Y = =0

Окончательно получим для правого подшипника = =0.341

X = 1 Y = 0 P =1.3·1(1·1·5.77+0) = 8.72 кН

Окончательно получим для левого подшипника = =0.349

X = 1 Y = 0 P =1.3·1(1·1·5.65+0) = 8.68 кН

 

Долговечность подшипника при максимальной нагрузке, ч:

L_h = =190759 ч

где m =3 показатель степени кривой усталости для шарикоподшипников.

Если задан типовой режим нагружения, то эквивалентная долговечность подшипника

L _E= ,

где _h - коэффициент эквивалентности, определяемый по табл. 4.6 [1] в зависимости от типового режима нагружения:

_h= 0.5 L _E=85000ч

Для подшипников зубчатых редукторов должно выполняться условие L _E 12500 ч.

Расчет шпонок

Расчет шпонок тихоходного вала

Расчет выполняется как проверочный на смятие по формуле

= [ ],

где T – крутящий момент на участке вала со шпоночным пазом, Н×м;

h – высота шпонки; t ₁ – глубина паза на валу; l _р – рабочая длина шпонки, для шпонок со скругленными торцами l _р = l – b, здесь l – длина шпонки; b – ширина шпонки, [ ] - допускаемое напряжение смятия. Для стальных ступиц при нереверсивном приводе [ ]=150 МПа, при реверсивном приводе [ ]=120 МПа. Результаты расчета шпонок представлены в виде таблицы.

 

Размеры шпонки, мм	t 1, мм	T, Н×м	, МПа
b	h	l	l р
					1055,2	71,5

 

 

Расчет шпонок быстроходного вала

Расчет выполняется как проверочный на смятие по формуле

= [ ],

где T – крутящий момент на участке вала со шпоночным пазом, Н×м;

h – высота шпонки; t ₁ – глубина паза на валу; l _р – рабочая длина шпонки, для шпонок со скругленными торцами l _р = l – b, здесь l – длина шпонки; b – ширина шпонки, [ ] - допускаемое напряжение смятия. Для стальных ступиц при нереверсивном приводе [ ]=150 МПа, при реверсивном приводе [ ]=120 МПа. Результаты расчета шпонок представлены в виде таблицы.

d=40 мм

=104 МПа [ ]

 

Размеры шпонки, мм	t 1, мм	T, Н×м	, МПа
b	h	l	l р
					274,7