Схема нагружения быстроходного вала.

Ft1 = 2890 Н; Fr1 = 976 H; Fa1 = 390 H

Консольная сила, действующие на выходной конец вала

Fк = 80Т10,5 = 80·138,70,5 = 942 Н

 

Рис.6.1 – Расчетная схема быстроходного вала

 

В плоскости xz:

Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры А

åmA =108Fk +172Ft –100Bx = 0,

BX = (108·942 + 172∙2890)/100 = 5988 H,

AX = BX + Fk – Ft = 5988 + 942 – 2890 = 4040 H,

Проверка:

åmB = 0,072Ft+ 0,2083Fk – 0,100Aх = 0,072∙2890+0,208∙942– 0,100∙4040 ≈ 0,

Изгибающие моменты

MX1 = Ft×0,072 = 2890×0,072 =208,1 H×м.

MX2 = 942×0,108 =101,7 H×м.

В плоскости yz:

Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры А

åmA = 172Fr – Fa×d1/2 –100By = 0,

By = (172·976 – 390×96,0/2)/100 =1492 кН,

Ay = By – Fr =1492 – 976 = 516 H,

Проверка:

åmB = 0,072Fr – 0,100Ay– Fa×d1/2 =

= 0,072∙976 – 0,100∙516– 390·0,0960/2 ≈ 0 ,

Изгибающие моменты

My1 = 516·0,100 = 51,6 Н×м,

My2 = 516·0,172 – 0,072·1492 = -18,7 Н×м,

Суммарные реакции опор:

= (40402 + 5162)1/2 =4073 Н,

В = (59882 +14922)1/2 = 6171 Н.

 

 

6.2. Эквивалентная нагрузка.

P = (XVFr + YFa)KбКТ

где Х – коэффициент радиальной нагрузки;

Y – коэффициент осевой нагрузки;

V = 1 – вращается внутреннее кольцо;

Fr – радиальная нагрузка;

Y – коэффициент осевой нагрузки;

Fa – осевая нагрузка;

Kб = 1,7 – коэффициент безопасности;

КТ = 1 – температурный коэффициент.

 

Осевые составляющие реакций опор:

SA = 0,83eA = 0,83×0,33×4073 =1116 H,

SB = 0,83eB = 0,83×0,33×6171 =1690 H.

Результирующие осевые нагрузки.

S1< S2; Fa < S2 – S1

По табл. 9.21 принимаем

FaA = SB + Fa = 1690 + 390 =2080 H,

FaB = SB = 1690 H.

Проверяем подшипник А.

Отношение Fa/Fr =2080/4073= 0,51> e, следовательно Х=0,4; Y=1.80

Р = (1,0×0,4×4073 + 1.8·2080)1,7×1,0 = 9134 Н.

Проверяем подшипник В.

Отношение Fa/Fr =1690/6171= 0,27< e, следовательно Х=1,0; Y= 0.

Р = (1,0×1,0×6171+ 0)1,7×1,0 =10491 Н.

Дальнейший расчет ведем по наиболее нагруженному подшипнику B

 

6.3. Расчетная долговечность подшипника.

= 106(134,0×103 /10491)10/3/60×2946 = 27558 часов,

больше ресурса работы привода, равного 25200 часов.

Рассмотрим подшипник легкой серии 7211, у которого С = 65 кН

= 106(65,0×103 /10491)10/3/60×2946 = 2471 часов,

меньше ресурса работы привода, равного 25200 часов. Следовательно окончательно выбираем подшипник средне серии 7311.


6.4. Схема нагружения тихоходного вала

Ft1 = 2890 Н; Fr1 = 390 H; Fa1 = 976 H

Консольная сила, действующие на выходной конец вала

Fк = 125Т20,5 =125·334,80,5 =2287 Н

 

 

Рис.6.2 – Расчетная схема тихоходного вала

 

 

Горизонтальная плоскость.

Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры С

åmС = 50Ft + 196DX – 320F2k = 0

находим реакцию опоры D в плоскости XOZ

DX = (320·2287 – 50·2890)/196 = 2997 H

Реакция опоры C в плоскости XOZ

CX = Ft + DX – F2k = 2890 + 2997 – 2287 = 3600 H

Проверка

åmD = 0,196CX – 0,146Ft – 0,124F2k =

= 0,196·3600 – 0,146·2890 – 0,124·2287 ≈ 0

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

MX1 =3600·0,050 =180,0 Н·м

MX2 =2287·0,124 =283,6 Н·м

 

Вертикальная плоскость.

Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры C

åmC = 50Fr2+196Dy – Fad2/2 = 0

находим реакцию опоры D в плоскости YOZ

DY = (Fad2/2 – 50Fr2)/196 =

(976·240,0/2 – 390∙50)/196 = 498 H

CY = Fr2 + Dy =390+498 = 888 H

Проверка

åmD = 0,196CY – 0,146Fr – Fad2/2 =

= 0,196·888 – 0,146·390–976·0,2400/2 ≈ 0

Изгибающие моменты в плоскости YOZ

MY1 = 888·0,050 = 44,4 Н·м

MY2 = 498·0,146 = 72,7 Н·м

Суммарные реакции опор

C = (36002 + 8882)0,5 =3708 H

D = (29972 + 4982)0,5 =3038 H

6.5. Эквивалентная нагрузка

Осевые составляющие реакций опор:

SC = 0,83eC = 0,83×0,41×3708 = 1262 H,

SD = 0,83eD = 0,83×0,41·3038 =1034 H.

Результирующие осевые нагрузки.

S1 > S2; Fa > 0

По табл. 9.21 принимаем

FaC = SD – Fa = 1034 – 976 = 58 H,

FaD = SD = 1034 H.

Проверяем подшипник C.

Отношение Fa/Fr = 58/3708= 0,02< e, следовательно Х=1,0; Y=0.

Р = (1,0×1,0×3708+0)1,7×1,0 = 6304 Н.

Проверяем подшипник D.

Отношение Fa/Fr =1034/3038= 0,34< e, следовательно Х=1,0 Y=0

Р = (1,0×1,0×3038+ 0)1,7×1,0 = 5165 Н.

Дальнейший расчет ведем по наиболее нагруженному подшипнику C.