Расчет грузоподъемности подшипников качения
Пригодность подшипника, установленного в опоре, оценивается по динамической С и статической грузоподъёмности в зависимости от требуемой долговечности.
Требуемая долговечность работы подшипника, при теоретических нагрузках:
LN=20800 часов.
Для радиальных и радиально-упорных подшипников под эквивалентной динамической нагрузкой Р понимают такую постоянную радиальную нагрузку, которая при приложении её к подшипнику качения с вращающимся внутренним кольцом и неподвижным наружным обеспечивает такую долговечность подшипника, которую он будет иметь при нагружении и вращении в условиях эксплуатации.
P=(x*υ*Fr+y*Fa)*kT*kδ, где
x – коэффициент радиальной нагрузки;
υ – коэффициент, учитывающий какое кольцо вращается (для внутреннего 1);
Fr – радиальная нагрузка на подшипник;
y – коэффициент осевой
нагрузки,y=
;
Fa – осевая нагрузка на подшипник с учётом осевой составляющей от действия радиальной нагрузки;
kT – коэффициент, учитывающий температуру подшипника (при t<100ºC, kT=1);
kδ – коэффициент безопасности (нагрузка с лёгкими толчками и кратковременными перегрузками до 125% номинальной нагрузки, kδ=1,1).
Составляем уравнения для определения реакций в подшипниках
Горизонтальная плоскость:
ΣMВ=0, -RАX*38+ Fr2*27+Fr3*15=0, RAX=0,0036 H;
ΣMА=0, RBX*38- Fr2*11 Fr3*23=0, RBX=0,0024 H;
Вертикальная плоскость:
ΣMВ=0, RAY*38 - Ft2*27 - Fr3*15=0, RAY=0,00295 H;
ΣMА=0, RBY*38+Ft2*11 Fr3*23=0, RBY=0,0039 H;
Расчет реакций в подшипниках производится по тому же принципу, что и при расчете изгибающих моментов. В конце определяется максимальная суммирующая реакция, по которой определяется грузоподъемность подшипника:
Rmax = 0,365H
Тогда
С = Rmax*K*27,1 = 0,363*1,05*27,1 = 10,33H
Таким образом по ГОСТ 8338-75 выбираем подшипник:
Сверхлегкая серия диаметров 8
Подшипник 1000084
d |
D |
B |
r |
масса, кг |
С |
С0 |
4 |
9 |
2,5 |
0,3 |
0,0007 |
540 |
186 |
Расчёт штифтовых соединений
Штифт — деталь цилиндрической или конической формы для неподвижного соединения деталей, как правило, в строго определённом положении, а также для передачи относительно небольших нагрузок.
Основным размером штифта является его средний диаметр dш, который находят по формуле:
=0,027 мм
где
–крутящий момент действующий на штифт
r- радиус вала;
мм2-допутимое
значение при материале сталь 40Х
Исходя из конструктивных соображений выбираем
штифты 1×7 ГОСТ 3128-70. Цилиндрические штифты рассчитываются на смятие и на срез.
Условие прочности на срез:
[τср] = 100 МПа, значит прочность шпонки на срез обеспечена.
Запас прочности:
Условие на срез выполняется, следовательно, такой штифт можно использовать в данной конструкции.