4. Выбор и расчет подшипников качения
4.1. Выбор типа подшипников
Для опор цилиндрических прямозубых и косозубых колес редукторов и коробок передач применяют чаще всего шариковые радиальные подшипники:
1) для тихоходного и быстроходного валов - шариковые радиальные;
2) для промежуточного вала – роликовые радиальные;
3) первоначально – легкая серия;
4) класс точности «0», т.к. он дешевле.
4.2. Расчет подшипников качения
Основными критериями работоспособности подшипников качения является долговечность по усталостному выкрашиванию и статическая грузоподъемность по пластическим деформациям.
Расчет подшипников на долговечность производят по формуле:
,
где
- расчетная долговечность подшипника,
ч;
- частота вращения вала, мин-1;
- динамическая грузоподъемность
подшипника, кН;
- эквивалентная нагрузка, кН;
- показатель степени, равный в соответствии
с результатами экспериментов для
шарикоподшипников
,
для роликоподшипников
;
- коэффициент, учитывающий надежность
работы подшипника;
- коэффициент, учитывающий качество
метала подшипника и условия эксплуатации;
- требуемая долговечность подшипника
(для редуктора она равна сроку службы
передачи
),ч.
Эквивалентную радиальную нагрузку для радиальных шарикоподшипников и радиально -упорных шарико – и роликоподшипников определяют по формуле:
.
Эквивалентная нагрузка для подшипников с короткими цилиндрическими роликами:
,
где
- радиальная нагрузка (суммарная реакция
в опоре), кН;
- осевая нагрузка, кН;
- коэффициенты радиальной и осевой
нагрузок;
- коэффициент вращения, равный 1 при вращении внутреннего кольца относительно
направления нагрузки и 1,2 при вращении наружного;
- коэффициент безопасности, для редукторов
и коробок передач
;
- температурный коэффициент, вводимый
при
>1000С.
Расчетная зависимость эквивалентной
нагрузки Р от радиальной
и осевой
учитывает изменение углов контакта и
числа шариков, принимающих участие в
восприятии нагрузки. Поэтому коэффициенты
и
зависят от отношения составляющих
и их уровня, который задается отношением
.
4.2.1. Расчет подшипников качения тихоходного вала
Определяем суммарные реакции для каждой опоры.
В опоре А–
.
В опоре В –FBr= .
Определяем коэффициент вращения, коэффициент безопасности и температурный коэффи-циент:
,
,
.
По отношению составляющих
и
находим
и
(
,
,
):
,
,
.
Определяем эквивалентную радиальную нагрузку:
Н.
Определяем долговечность подшипника и сравниваем с нужной:
.
Из условия видно, что подшипник подходит.
4.2.2. Расчет подшипников качения промежуточного вала
Определяем суммарные реакции для каждой опоры.
В опоре С–
.
В опоре D –
.
Определяем коэффициент вращения, коэффициент безопасности и температурный коэффициент:
, , .
Определяем эквивалентную радиальную нагрузку:
.
Определяем долговечность подшипника и сравниваем с нужной:
.
Из условия видно, что подшипник подходит.
4.2.3. Расчет подшипников качения быстроходного вала
Определяем суммарные реакции для каждой опоры.
В опоре E–
.
В опоре F – .
Определяем коэффициент вращения, коэффициент безопасности и температурный коэффициент:
, , .
Определяем эквивалентную радиальную нагрузку:
.
Определяем долговечность подшипника и сравниваем с нужной:
.
Из условия видно, что подшипник подходит.