Расчетное условие:

где  - долговечность, которую может выработать подшипник;

 - долговечность, заданная в техническом задании.

Расчет подшипников входного вала

Тип подшипников, на которых установлен вал:

опора 1: 7313 - роликоподшипники радиально-упорные конические однорядные ГОСТ 333-79 C=134000 Н; C0=111000 Н;

опора 2: 313 - шарикоподшипники радиальные однорядные ГОСТ 8338-75 C=72700 Н; C0=56700 Н;

Рассчитываем нагрузки, действующие в опорах

 =  =  = 929,43 Н;

 =  =  = 1925,31 Н;

Опора 2 является более нагруженной, по ней и ведем дальнейший расчет.

Рассчитываем долговечность подшипника в млн.об.

 = 1925,31·1·1,5·1=2887,96 Н;

где  - суммарная нагрузка на подшипник;

=1, так как вращается внутреннее кольцо подшипника;

 - коэффициент, учитывающий рабочую температуру нагрева подшипника, =1 (до 100°С);

 - коэффициент безопасности, =1,5.

 = =11964,4 млн.об

где  - динамическая грузоподъемность подшипника;

 - коэффициент, учитывающий вероятность отказов, для степени надежности S=0,9, =1;

=0,75 - для шарикоподшипников;

=3 - для шарикоподшипников;

Рассчитываем долговечность подшипника в часах с повышенной гарантией рабочего ресурса

 = =67710,24 ч

где  - частота вращения вала;

= 24395 ч

 - подшипник годен.

………………..

Расчет соединений, передающих крутящий момент

Выполним расчет основных соединений, передающих крутящий момент между валом и посаженной на нем деталью

Соединения на входном валу

 - расчет шпоночного соединения (в1 - м)

 Исходные данные: T=145,24 Н·м; d=60 мм; Lст=150 мм.

 Назначаем материал шпонки: Сталь 6, =330 МПа.

 По ГОСТ 23360-78 устанавливаем размеры призматической шпонки: bh=1811; L=140 мм.

 Рассчитываем смятие на рабочей грани шпонки

  =  =9,02 МПа,

 где K=0,4h=0,4·11=4,4 мм;

Lр=L-b=140-18=122 мм;

Рассчитываем допускаемое напряжение смятия

 =  = 165 МПа,

где [S] - принятый коэффициент запаса прочности, [S]=2;

 - предел текучести для материала шпонки, =330 МПа.

 <  = 165 МПа, следовательно, шпоночное соединение работоспособно.

…………….

ВЫБОР И РАСЧЕТ МУФТ

Выбор муфты входного вала

Муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП)

Муфтами называют устройства, с помощью которых соединяют между собой валы или валы с находящимися на них деталями для передачи вращающего момента. В таких соединениях муфты, как правило, должны обеспечить не только передачу крутящего момента, но и иметь возможность компенсировать различного рода смещения геометрических осей соединяемых валов. Осевые и радиальные смещения валов, а также их угловой перекос возникают в результате упругих деформаций деталей под нагрузкой и в результате неточностей изготовления и сборки узлов. В реальных соединениях валов все эти виды смещений наблюдаются одновременно.

В данном случае применяется муфта упругая втулочно-пальцевая. Муфты упругие втулочно-пальцевые получили весьма широкое распространение в современном машиностроении.

Достоинства муфт: сравнительная простота конструкции и дешевизна изготовления, хорошая демпфирующая способность; обладают также электроизолирующей способностью.

Недостатки: из-за низкой прочности резины по сравнению с металлами эти муфты обычно применяются для передачи малых и средних крутящих моментов; обладают низкими компенсационными свойствами, допускаемые ими радиальные смещения валов зависят от их диаметра.

На работу муфты существенно влияют толчки, удары и колебания, обусловленные характером работы приводимой в движение машины. Поэтому выбор муфты производят не по номинальному моменту на валу машины, а по расчетному:

=Т=1,16·145,24=168,48 Н·м,

    где Т - номинальный вращающий момент на валу машины,

     - коэффициент режима работы, зависящий от  = 1,16 (см.предыдущие расчеты).

Кроме того, при выборе муфты учитываются диаметры концов сопрягаемых валов.

Принимаем муфту ……………

Рисунок 1 - Муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП)

Рисунок 2 - Пальцы со втулками муфты МУВП

Конструкция муфты (см. рис. 1): во фланце полумуфты 1 коническими хвостовиками укрепляются пальцы 2 (см. рис. 2), на которые надеваются упругие резиновые втулки 3. Упругие втулки входят в отверстия, расположенные во фланце полумуфты 4. Отверстия растачиваются коническими или цилиндрическими.

………………….