Выбор подшипников

В качестве опор валов будем использовать подшипники шариковые однорядные по ГОСТ 8338-75.
Выбор подшипника производим таким образом, чтобы внутренний диаметр подшипника d совпадал с диаметром вала для установки подшипников качения.
Таким образом, для быстроходного и промежуточного валов принимаем подшипник № 207, для тихоходного вала – подшипник № 208.
7.2.Расчетные схемы валов
Составляем расчетные схемы для быстроходного, промежуточного и тихоходного валов.
При уточненных расчетах валы рассматривается как статически-определимые балки на двух опорах – подшипниках (одна опора неподвижная, вторая подвижная).
В общем случае на вал действуют:
силы в зацеплении;
реакции в опорах;
консольные нагрузки, действующие на выходные концы валов.
На первом этапе определяем реакции в опорах.
Будем считать, что силы приложены посередине зубчатых колес, реакции приложены посредине опор.
Для консольной силы от муфты принимаем, что направление консольной силы противоположно направлению окружной силы в зацеплении (наиболее неблагоприятный случай).
Величину консольной силы от муфты определим по эмпирической формуле\
Н.
Линейные размеры валов снимаем с компоновки редуктора.
6.2.1.Быстроходный вал
Для нашего быстроходного вала l1=82 мм; l2=36 мм; l=118 мм; l3=95 мм.
Составляем расчетную схему быстроходного вала (рисунок 7.1).
Ft=495 Н; Fa =0Н; Fr= 180,1 Н; Fк=322 Н.
Из условия равновесия вала определяем реакции в опорах.
ΣX=RAX- Ft - RBX +Fм =0;
ΣY= -RAY + Fr - RBY =0;
ΣZ= RAZ - Fa =0;
ΣMy= -Ft· l1 - RBX · l+FM ·(l+ l3) =0;
ΣMX= Fr· l1 -RBY ·l =0;
RBX =(-Ft· l1 +FМ·(l+l3)) / l = (-495 ∙82+322(118+95))/118 =237,25 Н;
RAX= F t + RBX - FM = 495 + 237,25-322 =410,25 Н;
RBY = + Fr· l1/l= 180,1∙82 /118 =125,15 Н;
RAY= Fr - RBY = 180,1 -125,15=54,95 Н.
Определяем суммарные реакции в опорах
опора А:
RAR =√ (RAX2+RAY2)=√( 410,252+54,95 2)=411,0 Н;
опора B:
203454028892500RBR =√(RBX2+RBY2)=√( 237,252+125,152)=268,2 H.
Рисунок 7.1-Расчетная схема быстроходного вала
7.2.2.Промежуточный вал
Для нашего быстроходного вала l1=41 мм; l2=41 мм; l3=36 мм l=118 мм.
Составляем расчетную схему быстроходного вала (рисунок 7.2).
Ft2=495 Н; Fa1 =0Н; Fr2= 180,1 Н,
Ft1=1616,6 Н; Fa2 =0Н; Fr1= 588,3 Н.
Из условия равновесия вала определяем реакции в опорах.
ΣX=-RAX+ Ft1 - Ft2 - RBX =0;
ΣY= -RAY + Fr1 - Fr2 - RBY =0;
ΣMy= +Ft1· l1 - Ft2(l1+ l2)- RBX · l =0;
ΣMX= +Fr1· l1 - Fr2(l1+ l2)- RBY · l =0;
RBX =(Ft1· l1 -Ft2·(l1+l2)) / l = (-1616,6 ∙41+495(41+41))/118 =217,7 Н;
RAX=F t1 - Ft2 - RBX = + 1616,6-495 -217,7 =903,9 Н;
RBY = (Fr1· l1 - Fr2(l1+ l2)/l = 588,3∙41 -180,1∙ (41+41) /118 =148,8 Н;
RAY= Fr1 - Fr2 - RBY = 588,3-180,1 -148,8=259,4 Н.
Определяем суммарные реакции в опорах
опора А:
RAR =√ (RAX2+RAY2)=√( 903,92+259,4 2)=940,4 Н;
опора B:
RBR =√(RBX2+RBY2)=√( 217,72+148,82)=263,7 H.
19621505461000
Рисунок 7.2-Расчетная схема промежуточного вала
7.2.3.Тихоходный вал
Для нашего тихоходного вала l1=76 мм; l2=42 мм; l3=36 мм; l=118 мм

.
Ft2=1616,6 Н; Fa2 =0Н; Fr2= 588,3 Н; Fк=2544,1 Н.
Принимая, что цепная передача имеет угол наклона к горизонту α=70о, находим горизонтальную и вертикальную составляющую консольной силы:
Fкх= Fк∙cosα=2544,1∙0,342=870,08 H;
Fкy= Fк∙sinα=2544,1∙0,939=2388,9 H;
Составляем расчетную схему быстроходного вала (рисунок 7.3).
Из условия равновесия вала определяем реакции в опорах.
ΣY=RAY- Ft2 - Fky + RBY =0;
ΣX= -RAX + Fr2 - RBX + RkX =0;
ΣMy= +Fr2· l1 - RBX · l+Fkx(l+l3) =0;
ΣMX =-Ft2· l1 + RBY ·l-Fky(l+l3) =0;
RBX =(F r2· l1 +Fkx(l+l3))/ l = (588,3 ∙76+ 870,08 (72+36) /118 =1175,2 Н;
RAX= + Fr2 - RBX + RkX = 588,3 - 1175,2+870,08=283,9 Н;
RBY =(Ft2· l1 +Fky(l+l3))/l=(1616,6 ∙76+ 2388,9 (72+36)) /118 =3227,6 Н;
RAY= + Ft2 + Fky - RBY = 1616,6 + 2388,9 -3227,6 =777,9 Н.
Определяем суммарные реакции в опорах
опора А:
RAR =√ (RAX2+RAY2)=√ (283,9 2+777,9 2)=828,1 Н;
опора B:
RBR =√ (RBX2+RBY2)=√(1175,22+3227,6 2)=3434,4 H.
243586016319500
Рисунок 7.3-Расчетная схема тихоходного вала
7.3.Проверочный расчет подшипников
При частоте вращения вала n10 мин-1 действующую нагрузку рассматривают как статическую и подшипники подбирают по статической грузоподъемности по условию
Р0≤ С0,
где Со – статическая грузоподъемность подшипника, указанная в таблицах.
При п≥10 мин–1 подбор подшипников качения ведется по динамической грузоподъемности по условию
Стр ≤ С,
где Стр – требуемая величина динамической грузоподъемности, Н;
С – динамическая грузоподъемность подшипника, указанная в таблицах.
Частоты вращения валов:
n1 =2850 об/мин;
n2 = 712,5 об/мин;
n3 = 226,19 об/мин;
Подшипники валов требуется рассчитывать на динамическую грузоподъемность