7.2. Сопряжение 2 - подшипник скольжения 5 с цапфой вала 4

Подшипник скольжения, являясь ответственными соединениями редуктора, должны сопрягаться с цапфой вала по посадке, которая обеспечит жидкостное трение между поверхностями соединения, что необходимо для долговечности редуктора. Расчет и выбор посадок с зазором для подшипников скольжения проводится с учётом гидродинамической теории смазки.

7.2.1. Расчет посадки с зазором для сопряжения 2

Вал 4, имеющий число оборотов n =1200 об/мин, диаметр цапфы d = 40 мм, М_кр = 85 Нм. Cопрягается с подшипником скольжения на длине l₂ = 48 мм, для смазки применяется масло турбинное 22 (согласно данным таблицы 4 принимается μ₁ = 0,018; μ₂ = 0,021 Па·с).

Расчет посадки проводят в такой последовательности:

1) радиальную нагрузку, действующую на подшипник, определяют как радиальную реакцию опоры R (рисунок 23) от действия силы давления Р_n в зацеплении. При этом окружная сила

Рисунок 23. К определению радиальных реакций опор А, В

В случае

Для рассматриваемого случая

Так как , то , тогда

2) определяют удельное давление на контактных поверхностях

3) угловая скорость

4) подсчитывают толщину масляного слоя при установившемся режиме работы по (16). При этом принимаем К_ж.т = 2, и считаем, что отверстие и вал изготавливаются по 6 квалитету (JT6 = 16 мкм). Тогда, в соответствии с рекомендациями данными в подразделе 1.1. и зависимостям (5):

5) определяют по зависимости (22) наименьший функциональный зазор, предварительно найдя, по таблице 5 значения коэффициентов K и m:

Для значения ; К = 0,972, m = 0,972

6) ближайшей посадкой будет посадка Ø40

с наименьшим зазором , при котором в соответствии с зависимостью (14) относительный эксцентриситет

Из рисунок 5 можно видеть, что при χ = 0,2 и l/d = 1,2 будет иметь место неустойчивый режим работы подшипниковой пары, потому выбираем ту посадку, у которой при S_minтабл обеспечивается устойчивый режим работы подшипника. Такой посадкой будет Ø40 для которой

7) осуществляется проверка на наличие жидкостного трения в данной посадке при

Для этого по формуле (18) определяем коэффициент подшипника при

По таблице 16 [8] при l/d = 1,2 и С_R = 0,521 находим .

Определяем наименьшую толщину масляного слоя но формуле (14):

Запас надежности по толщине масляного слоя определяют по формуле (16):

Так как при обеспечивается жидкостное трение и создается запас надежности по толщине масляного слоя, то данный зазор можно принять за ;

8) определяется наибольший функциональный зазор по формуле(23):

9) проводится проверка на наличие жидкостного трения в данной посадке при S_max = 302 мкм. Относительный зазор

Коэффициент нагруженности подшипника по формуле (18):

По таблице 16 [8] при l/d и С_R =6,3& определяют .

Определяют наименьшую толщину масляного слоя по формуле (14):

При этом запас надежности по толщине масляного слоя в соответствии с зависимостью (16):

Таким образом, при S_max =302 мкм жидкостное трение обеспечивается и он может быть принят за ;

10) коэффициент запаса точности согласно выражению (28) равен

Таким образом, посадка Ø40выбрана правильно, так как при и удовлеяворяются оба условия (25) и (26).