3.5 Выбор и расчет подшипников качения

Тип и габаритные размеры определяем по конструктивным соображениям. Исходя из расчетного диаметра вала, для выходного вала коробки скоростей выбираем два шариковых радиальных подшипника 309 по ГОСТ 8338-75 средней серии с диаметром внутреннего кольца диаметром 45 мм.

Определим действительную динамическую грузоподъемную силу наиболее нагруженного подшипника по:

,

где С – динамическая грузоподъемная сила, кН;

n – частота вращения вала, об/мин, п=119,5 об/мин;

h - требуемая долговечность подшипника, ч, h=10000ч;

Q – приведенная нагрузка на подшипник, кН;

- показатель степени, .

Приведенную нагрузку для радиально-упорных роликоподшипников определим по формуле [3]:

,

где R – расчетная радиальная нагрузка, действующая на подшипник, кН;

кН.

А – расчетная осевая нагрузка на подшипнике, А=0,717 кН;

т – коэффициент приведения осевой нагрузки к радиальной, т=1,5;

К_к – коэффициент вращения, К_к=1;

К_б – коэффициент, учитывающий влияние характера нагрузки на подшипник, К_б=1;

К_Т – температурный коэффициент, К_Т=1.

Получили:

кН

Подставив значение Q в формулу, получаем:

кН

Полученное значение должно быть меньше динамической грузоподъемной силы для двух подшипников.

С=1869 кгс< =2*10200=20400 кгс следовательно условие динамической грузоподъемности выполняется.

4. Расчет шпиндельного узла

4.1 Расчет шпинделя на кинематическую точность

В результате этого расчета выбирают класс точности подшипников шпинделя в зависимости от его допускаемого радиального биения Δ. Предполагают наиболее неблагоприятный случай, когда биение подшипников Δ_А в передней опоре и Δ_В в задней направлены в противоположные стороны (рис.7). При этом радиальное биение конца шпинделя:

По ГОСТ 2110-93 радиальное биение шпинделя горизонтально-расточного станка не должно превышать , выбираем допускаемое радиальное биение шпинделя [Δ]<=0,025 мм.

Принимаем:

Отсюда:

По [5, с.30, табл. 9] в соответствии с диаметром шпинделя классом точности и рассчитанными радиальными биениями – выбирем класс точности подшипников.

Примем минимальное табличное = 0,003 мм.

Ближайшее меньшее табличное значение = 0,016 мм.

В соответствии со значениями радиального биения принимаем класс подшипника P2 для передней опоры, Р0 – для задней опоры.

Проверим, обеспечивают ли выбранные подшипники кинематическую точность:

Δ_p = 0,003∙(1+

Δ_p< [Δ]=0,008мм.

Условие кинематической точности выполняется.

По ГОСТ 2110-93 радиальное биение шпинделя горизонтально-расточного станка не должно превышать мм. Две трети этого допустимого значения составляет 0,017 мм.

Далее решим уравнение:

мм

По табл. 9 [3] принимаем подшипник с классом точности Р4 с допускаемым радиальным биением 0,005 мм.

Проведем проверку:

условие проверки выполняется.

Таким образом, в передней опоре шпинделя должны стоять два подшипника с классом точности Р2, а в задней опоре два подшипника с классом точности Р4.