Выбор подшипников качения

Типоразмер подшипников определить по величине диаметра внутреннего кольца, равного диаметру ступени вала под подшипники. При выборе типа подшипника необходимо соблюдать следующие условия:

- выбирают шариковые - радиальные;

- шариковые радиально-упорные или роликовые конические,

где - коэффициент, учитывающий вращение колец подшипника: - при вращении внутреннего кольца; - наружного кольца.

Далее выписать основные параметры подшипников: геометрические размеры - , , ; динамическую и статическую грузоподъемности (таблица).

г)

Рис. 2.1. Типовые конструкции валов одноступенчатых редукторов:

а - быстроходный-червячного; б - быстроходный цилиндрического; в – быстроходный-конического; г - тихоходный ( - в коническом редукторе)

Таблица 2.3. Канавки под язычок стопорной шайбы

Резьба
М20 1,5 М22 1,5 М24 1,5 М27 1,5 М30 1,5 М33 1,5 М36 1,5 М39 1,5 М42 1,5 М45 1,5 М48 1,5 М52 1,5 М56 2,0 М60 2,0			3,5 3,5 3,5 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 6,0	1,0 1,0 1,0 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5	16,5 18,5 20,5 23,5 26,5 29,5 32,5 35,5 38,5 41,5 44,5 48,0 52,0 56,0

Материалы валов

В проектируемых редукторах рекомендуется применять термически обработанные среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40Х, 40ХН и др. Механические характеристики сталей для изготовления валов определяют по табл.3.1.

Механические свойства сталей для валов Таблица 3.1

Марка стали	ГОСТ	Диаметр заготовки, мм	Твердость, НВ (не ниже)	Механические характеристики, МПа
Ст 5	380-88	До 200
	1050-88	До 120
	1050-88	До 80
40Х	4543-71	До 120
40ХН	4543-71	До 200
12ХН3А	4543-71	До 120

Нагрузки валов

Основными силами, действующими на валы, являются силы от передач. Силы на валы передают через насажанные на них детали: зубчатые или червячные колеса, шкивы, звездочки, полумуфты и др.

Расчетную схему составляют по чертежу сборочной единицы вала. Вал на подшипниках рассматривают как балку на шарнирных опорах, расположенных на оси вала.

В простых расчетах принимают, что насажанные на вал детали передают сосредоточенные силы и моменты валу на середине ширины зубчатого венца колеса и звездочки, обода шкива и т.д. Если силы, действующие на вал расположены в различных плоскостях, то их раскладывают на две взаимно перпендикулярные плоскости (горизонтальную ХZ и вертикальную УZ).

При составлении расчетной схемы вала необходимо правильно определить направление сил и крутящих моментов. Момент движущих сил, приложенных к валу, совпадает с направлением вращения вала. Момент сил сопротивления направлен противоположно вращению вала. Следовательно, окружная сила на ведущей шестерне создает момент сопротивления, направленный против вращения, а на ведомом колесе создает движущий момент по направлению вращения.

Радиальная сила всегда направлена по радиусу к центру колеса.

Направление осевой силы на цилиндрическом косозубом колесе зависит от направления винтовой линии зубьев. Шестерня и колесо цилиндрического косозубого зацепления должны иметь противоположное направление винтовой линии зубьев. Конические передачи с круговыми зубьями следует проектировать так, чтобы осевая сила на шестерне была направлена от вершин к основанию конуса. В червячной передаче направление силы зависит от направления витков червяка.

Консольная сила от муфты перпендикулярна оси вала, но ее направление в отношении окружной силы может быть любым. Поэтому рекомендуется принять худший случай нагружения – направить силу противоположно силе , что увеличит напряжения и деформацию вала.

Поперечную силу от муфты приближенно можно принять

, (3.1)

где - вращающий момент; - диаметр действия окружной силы в муфте (табл. 3.2).

Таблица 3.2

Предельные частоты вращения и ориентировочные диаметры передачи окружной силы в муфтах

Диаметр посадочного отверстия, мм	Муфта упругая	Муфта компенсирующая цепная
Втулочно-пальцевая	Со звездочкой
,	, мм	,	, мм	,	, мм
12; 14 16; 18 20; 22 25; 28 32; 36 40; 45 50; 55 80; 90			- - - -	- - - -	- -	- -

После составления расчетной схемы, на которую нанесены все внешние силы, нагружающие вал, определяют реакции опор в горизонтальной и вертикальной плоскостях (см. рис.3.1). В этих же плоскостях строят эпюры изгибающих моментов и , эпюру суммарных изгибающих моментов , отдельно эпюру крутящего момента .

Расчетную схему вала и эпюры моментов следует выполнить в масштабе и расположить на одном листе пояснительной записки.

6. Расчет вала на статическую прочность

Расчет на статическую прочность производится после выполнения про­ектировочного расчета по расчетной схеме. Проверку статической прочности выполняют в целях предупреждения пластических деформаций в период действия кратковременных перегрузок (например: при пуске, разгоне, реверсировании, торможении). В этом случае определяют эквивалентное на­пряжение по гипотезе прочности (гипотезе энергии формоизменения). Опасным сечением для вала, является сечение, где действуют наибольшие изгибающие моменты.

Условие прочности

где – эквивалентный момент в сечении; - диаметр вала в опасном сечении; - допускаемое напряжение изгиба. Предельное допускаемое напряжение принимают близким к пределу текучести :

где — изгибающий момент, геометрическая сумма моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях:

Если условие прочности не выполняется, то следует увеличить опасное сечение или для вала с насадными колесами выбрать более прочную сталь.

Поиск по сайту: