8. Расчет промежуточного вала и расчет подшипников для него

Исходные данные:

F_t2 = 579 H, F_r2 = 211 H, k = 43 мм, d = 60 мм, l = 54 мм, F_t3 = 1959 H, F_r3 = 713 H.

R_Сx(l + d + k) - F_t3(k + d) - F_t2k = 0;

R_Cx = (F_t3(k + d) + F_t2k) / (l + d + k) = (1959 · 0,103+ 579 · 0,043)/ 0,157 = 1444 H

R_Dx = F_t3 + F_t2 - R_Cx = 1959 + 579 - 1444 = 1094 H

R_Cy = (F_r3(k + d) - F_r2k) / (l + d + k) = (713 · 0,103- 211 · 0,043)/ 0,157 = 410 H

R_Dy = F_r3 - F_r2 - R_Cy = 713 - 211 - 410 = 92 H

M_x = R_Cxl = 1444 · 0,054 = 78 H · м; M_x = R_Dxk = 1094 · 0,043 = 47 H · м

M_y = R_Cyl = 410 · 0,054 = 22 H · м; M_y = R_Dyk = 92 · 0,043 = 4 H · м

M_I-I = = = 81 H · м

R_C = = = 1501 H

R_D = = = 1098 H

Опасное сечение I - I. Концентрация напряжений в сечении I - I вызвана нарезкой зубьев. Определим диаметр вала в сечении I - I по совместному действию изгиба и кручения:

М_пр = = = 87,5 Н · м

d_I-I = = = 24,4 мм < d_t3 = 35,25 мм

Прочность вала обеспечена.

Вал изготовлен заодно с шестерней z₃. Принято: под колесом z₂ - Ш30 мм, под подшипниками - Ш25 мм. Выбор типа подшипника. Осевые нагрузки отсутствуют, поэтому берем радиальные шарикоподшипники №205,

С = 14 кН, С₀ = 6,95 кН, dЧDЧB = 25Ч52Ч15

Q_С = R_С K_д K_T = 1501 · 1,3 · 1 = 1951 H

Ресурс подшипника:

L_h = a₂₃(C / Q_С)^m (10⁶ / 60n₂) = 0,8 · (14 / 1,95)³ · (10⁶ / 60 · 270) = 1,8 · 10⁴ ч

1,8 · 10⁴ ч < [t] = 2,5 · 10⁴ ч

Так как L_h < [t] возьмем роликовые подшипники №2305;

С = 40,2 кН;

dЧDЧB = 25Ч62Ч17, тогда:

L_h = 0,7 · (40,2 / 1,95)^3,3 · (10⁶ / 60 · 270) = 9,3 · 10⁴ ч > [t] = 2,5 · 10⁴ ч

Подшипник подходит.