6. Проверочный расчет подшипников качения для тихоходного вала на долговечность.

Для тихоходного вала редуктора были выбраны – радиально-упорные, роликовые, конические, однорядные подшипники, средней серии 7313A ГОСТ 27365-87. Схема установки подшипников «враспор».

1. Определение сил, нагружающих подшипники

Рисунок 13 – Схема установки и нагружения подшипников вала

Из расчета вала имеем реакции в опорах 1 и 2:

Тогда радиальная нагрузка в этих опорах, действующая, на подшипники найдется:

Минимальная осевая сила, действующая на подшипники:

где – радиальная нагрузка, действующая на подшипник; – коэффициент минимальной осевой нагрузки.

Так как

Сравнение соотношений с коэффициентом минимальной осевой нагрузки:

Для первого подшипника:

X=1; Y=0.

Для второго подшипника:

Следовательно, X=0,4; Y=1,4,

где V – коэффициент вращения кольца при вращении внутреннего кольца, X, Y – коэффициенты динамической радиальной и осевой нагрузок

2. Расчет подшипников на заданный ресурс

Расчет подшипников на заданный ресурс ведется по обоим опорам:

где – коэффициент долговечности при вероятности безотказной работы 90%;

– коэффициент, характеризующий влияние на долговечность материала подшипника и условий его эксплуатации;

– для подшипников данной категории;

– частота вращения тихоходного вала;

С=108,0 (кН) – базовая радиальная, динамическая грузоподъемность подшипника;

P – эквивалентная радиальная грузоподъемность подшипника:

где R_i - радиальная нагрузка, в опорах действующая на подшипник;

V=1 – коэффициент вращения кольца при вращении внутреннего кольца;

X=0.4, Y=1.4 – коэффициенты динамической радиальной и осевой нагрузок;

– коэффициент безопасности при умеренных толчках и вибрационных нагрузках;

– температурный коэффициент (выбирается в зависимости от рабочей температуры, при t<100˚C).

Тогда:

Сравним полученный ресурс с заданным:

29440 > 10000.

Полученный ресурс удовлетворяет требованиям и превосходит их на 190%. Следовательно, в ходе эксплуатации редуктора равной 10000 часов, не требуется менять подшипники.

Однако подшипник 1 выйдет из строя, по данным расчета в 2 раза быстрее, чем подшипник 2.

13. Проектирован ие исполнительного органа

13.1. Проектный расчет вала

Диаметр цапф вала в местах установки подшипников рассчитывается из условия прочности на смятие:

где [τ_к]=15…30 (МПа) (в формулу подставлено среднее значение).

Полученное значение округлим до стандартного по ГОСТ 6636–69:

Входной конец вала, целесообразно спроектировать аналогично выходному валу редуктора.

Для осевой фиксации колес и подшипников вал выполняют ступенчатым. Высоту заплечика выбирают в зависимости от диаметра вала по формуле:

13.2. Подбор подшипников качения

Ввиду радиальных нагрузок были выбраны радиальные сферические двухрядные шарикоподшипники ГОСТ 28428-90:

Подшипник 1213 исполнение 1000 – с цилиндрическим отверстием внутри кольца. Серия диаметров 2.

Рисунок 14 – Подшипник радиальный сферический, двухрядный.

Таблица 6 – Геометрические характеристики подшипника.

Условное обозначение	d, мм	D, мм	B, мм	r, мм	Cr, кН	n	Масса, кг
1213	65	120	23	2,5	31	4	1,025