2.8 Подбор и проверка подшипников качения ведомого вала бесступенчатого редуктора

Проведем подбор и проверку подшипников качения ведомого вала бесступенчатого редуктора, разработанного в Пензенском ГАУ.

Определяем радиальную силу от муфты, действующей на консольный участок вала:

где Т – крутящий момент на валу, Нм.

Расчетная схема внешних нагрузок, действующих на ведомый вал, показана на рис. 2.9.

Определяем действующие на подшипники нагрузки от силы Fм и окружной силы Ft , равной 857 Н, для чего находим опорные реакции относительно опор вала (точки А и С).Нагрузки на подшипники от силы Fм:

Рис. 2.9 – Конструкция бесступенчатого редуктора: 1 – корпус; 2

– вал ведомый;3 – вал ведущий; 4 – обгонные муфты; 5 – рычаги толкателей; 6 – пружины; 8 – регулировочный рычаг; 9 – кулачки; 10 – подшипники

Рис. 2.10 – Расчетная схема действия сил на ведомый вал

Проверка

−300-138=0

Нагрузки на подшипники от окружной силы

Проверка:

278-857+579=0.

Определяем нагрузку в наиболее нагруженной опоре и дальнейший проверочный расчет проводим по этой опоре

Выбираем шариковые радиальные подшипники по ГОСТ 7242-81 № 60205: d = 25 мм; D = 47 мм; B = 14 мм; динамическая грузоподъемность – =14000 Н; статическая грузоподъемность – = 6950 Н.Требуемая долговечность подшипника (ресурс) :

где n – частота вращения вала, , n = 108

где L – срок службы передачи, лет L = 10 лет; – коэффициент использования передачи в течении года, = 0,2; – коэффициент использования передачи в течении суток, = 0,5; ПВ – относительная продолжительность включения, ПВ = 1

Приведенную нагрузку на подшипники определяют по формуле:

где V – коэффициент вращения. При вращении внутреннего кольца V = 1; F_a – осевая нагрузка на подшипник, Н; F_r – радиальная нагрузка на подшипник, Н; e – коэффициент осевого нагружения; К_σ– коэффициент безопасности, К_σ= 1,1; K_т – коэффициент, учитывающий влияние температуры K_т = 1,0 (до 100ᵒ).

Приведенная нагрузка на подшипник в опоре A:

Эквивалентная нагрузка на подшипник составит

Требуемую динамическую грузоподъемность подшипника рассчитывают по формуле

где p =3,0 – для шариковых подшипников.

Заключение. Подобранные радиальные шариковые подшипники бесступенчатого импульсного редуктора обладают достаточным ресурсом. Следовательно, спроектированный бесступенчатый редуктор обеспечит надежную работу высевающего аппарата, тем самым обеспечивая заданную норму высева луковой сажалкой при скорости посадки до 6,0...6,5 км/ч.

2.9 Расчет операционно-технологической карты

Расчет операционно-технологической карты начинаем с подбора состава машинно-тракторного агрегата для выполнения операции лука-севка. Ориентировочно принимаем состав МТА – трактор МТЗ-82 и сажалку ЛУЧ – 1,5. С учетом агрономических требований при посадке лука-севка определяем диапазон скоростей, на которых целесообразно выполнение посева – км/ч. Следующим определяем агрофон поля и угол склона - засоренность - средняя, влажность - средняя, угол уклона . Из каталога сельскохозяйственной техники выбираем параметры трактора – кН. Также по тяговой характеристике выбираем все передачи трактора, соответствующие диапазону скоростей - 2, 3 передачи. Для каждой выбранной нами передачи, также по каталогу выбираем рабочую скорость , номинальную силу тяги на крюке , и часовой расход топлива .

На следующем этапе определяем эксплуатационные характеристики сельхозмашины и рассчитываем максимальную ширину захвата агрегата. По каталогу определяем вес сельскохозяйственной машины и конструктивную ширину захвата машины (м) – кН, м. Все параметры сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Параметры расчета

Агрофон	Поле, подготовленное под посев
Параметр/Передача	2	3
	16,1	26,1
	19,6	18,1
	2,95	5,2
	9,4	14,8

Из каталога выбираем удельное сопротивление прицепной машины К₀ при скорости км/ч – кН/м.

ЛУЧ – 1,5 – это навесная машина, поэтому для нее уточняют удельное сопротивление, кН/м

(2.9.1)

кН/м

Пересчитаем для каждой выбранной передачи удельное сопротивление с учетом рабочей скорости

где С - темп нарастания удельного сопротивления, .

Максимальную ширину захвата агрегата B_max.i рассчитаем для каждой передачи:

где – сила тяги трактора в рассматриваемых условиях с учетом влияния склона;

– угол уклона обрабатываемой поверхности.

, (2.9.4)

кН

кН

где вес машины, приходящийся на 1 м ширины захвата, (кН/м);

ширина захвата одной машины, м;

коэффициент, учитывающий величину догрузки трактора, ;

коэффициент сопротивления качению трактора, .

, (2.9.5)

кН/м

Определяем состав машинно-тракторного агрегата - рассчитаем количество машин в агрегате для каждой передачи, результат округляем до целых в меньшую сторону

, (2.9.6)

Принимаем количество схм 1 шт.

Обосновываем режим работы агрегата. Рассчитаем действительное сопротивление агрегата на каждой выбранной передаче

, (2.9.8)

кН/м

кН/м

Рассчитаем коэффициент использования силы тяги

Принимаем состав МТА: МТЗ-82+ЛУЧ-1,5, исходя из расчетов и агротехнических требований при посадке лука-севка целесообразно использовать 3 передачу в качестве основной, при которой скорость движения агрегата составит 5,2 км/ч .

Проведенные кинематические расчеты позволили обосновать кинематические параметры привода высаживающих аппаратов сажалки лука-севка (получен диапазон изменения частоты вращения вала, высаживающих аппаратов в зависимости от частоты вращения колес сажалки и изменения передаточного отношения привода вала высаживающего аппарата). Выполненный расчет цепной передачи привода бесступенчатого редуктора-вариатора позволил подобрать ведущую и ведомую звездочки и цепь, отвечающая требованиям износостойкости, прочности и долговечности. Проведенные расчеты позволили определить нагрузки и усилия, действующие на ведущий вал редуктора со стороны кулачков и цепной передачи, и составлена расчетная схема. Составлены уравнения статического равновесия, определены реакции опор, построены эпюры изгибающих моментов, определены опасные сечения вала. Проведенный уточненный расчет вала показал, что прочность ведущего вала бесступенчатого редуктора сеялки при действующих нагрузках по коэффициенту запаса прочности обеспечена. Также проведен расчет ведомого вала редуктора, подбор и проверочный расчет шпоночного соединения ведомой звездочки с ведущим валом бесступенчатого редуктора, в ходе которого подобрана шпонка призматическая по ГОСТ 23360-78. Подобрана посадка 28 H6/х6 в ходе расчета соединения с натягом обгонной муфты с ведомым валом редуктора. Пододраны шариковые радиальные подшипники. Выполнен расчет операционно-технологической карты и подбор машинно-тракторного агрегата для посева лука-севка. Спроектирована 3D модель редуктора.