7 Выбор и расчёт подшипников привода

Тип подшипника качения подбирается в зависимости от вида нагрузок, действующих на подшипники. В проектируемом редукторе используются зубчатая цилиндрическая косозубая передача и коническая передача, в зацеплении которых при работе возникают осевые нагрузки Поэтому, согласно рекомендациям, в данный редуктор устанавливаем: на валы устанавливает роликовые радиально-упорные подшипники по ГОСТ 27365-87.

Размеры подшипников подбираются по диаметру шеек вала под подшипники. Для редуктора предварительный выбор подшипников произведён в п. 4. Основные параметры подобранных подшипников представим в таблице 8.1.

Таблица 8.1 – Параметры подшипников

Расположение подшипника	Обозна-чение подшип-ника	Диаметр внутрен-него кольца d, мм	Диаметр вешнего кольца D, мм	Ширина B, мм	Динамическая грузоподъ-ёмность C, кН	Статическая грузоподъ-ёмность C0, кН
Быстроходный вал	46106	30	55	13	14,5	7,88
Промежуточный вал	46206	45	85	19	38,7	23,1
Тихоходный вал	36211	80	125	20	47,3	33,4

Произведём проверочный расчёт подшипников тихоходного вала редуктора.

Проверочный расчёт подшипников качения производится по статической и динамической грузоподъёмности.

Проверочный расчёт подшипников качения по динамической грузоподъёмности заключается в проверке условия

(9.1)

где  ‑ расчётная динамическая грузоподъёмность, Н;

 ‑ паспортная динамическая грузоподъёмность, указанная в стандарте на подшипник (таблица 8.1), Н;

Расчётная динамическая грузоподъёмность определяется по формуле

(9.2)

где  ‑ эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник, Н;

 ‑ показатель степени, зависящий от вида тела качения (для шариковых подшипников  = 3);

 ‑ долговечность подшипника, млн. об;

 ‑ коэффициент долговечности зависчщий от вероятности безотказной работы подшипника P(t) (при P(t) = 0.9 =1);

 ‑ обобщённый коэффициент влияния качества металла, технологии производства, конструкции и условий эксплуатации.

Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник определяется по формуле

(9.3)

где  ‑ радиальная нагрузка на подшипник, Н;

 ‑ осевая нагрузка на подшипник, Н;

,  ‑ коэффициенты радиальной и осевой сил;

 ‑ коэффициент вращения (при вращающемся внутреннем кольце и неподвижном наружном = 1);

 ‑ коэффициент безопасности (при спокойной нагрузке = 1);

 ‑ температурный коэффициент (при рабочей температуре < 100ºC  = 1).

Радиальную нагрузку на подшипник определяем как реакцию опоры при расчёте вала. В п. 6.1 для тихоходного вала редуктора были определены реакции опор в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Суммарные реакции опор будут определятся по формуле

, Н (9.4)

где  и  ‑ реакции опор вала в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно, Н.

Определяем суммарные реакции опор

для опоры А

 Н

для опоры B

 Н

Осевые нагрузки на подшипники определяем по методике, изложенной в источнике [3].

Из ГОСТ 831-75 угол контакта подшипника равен 15º.

Определяем отношение

По таблице 16.5 [3] определяем эксцентриситет

Определяем относительный эксцентриситет

(9.5)

Определяем внутренние усилия в подшипниках

(9.6)

Для опоры А:

Для опоры B:

В нашем случае < .

Следовательно и

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку на подшипники по формуле

Для опоры А

 Н.

Для опоры B

 Н.

Дальнейший расчет ведем для наиболее нагруженного подшипника (в опоре В)

Долговечность подшипника определяется по формуле

(9.8)

где  ‑ частота вращения подшипника, мин^-1;

 ‑ ресурс работы подшипника, час.

Ресурс работы подшипника равен расчётному сроку службы привода определённому в п. 2.1  ч.

Тогда долговечность подшипника

 млн. об.

Обобщённый коэффициент влияния качества металла, технологии производства, конструкции и условий эксплуатации определяется по таблице 16.3 [3]. Для шариковых подшипников при обычных условиях применения

Определяем расчётную динамическую грузоподъёмность по формуле (9.2)

 Н

Проверяем условие (9.1)

Расчётная динамическая грузоподъёмность меньше паспортной следовательно условие проверочного расчёта подшипника по динамической грузоподъёмности выполняется.

Проверочный расчёт подшипников качения по статической грузоподъёмности заключается в проверке условия

(9.9)

где  ‑ эквивалентная статическая нагрузка, Н;

 ‑ паспортная статическая грузоподъёмность, указанная в стандарте на подшипник (таблица 9.1), Н;

Эквивалентная статическая нагрузка определяется по формуле

, (9.10)

где ,  ‑  статические коэффициенты радиальной и осевой сил, указанные в стандарте;

Для шариковых радиально-упорных подшипников = 0,5 и  = 0,28.

Тогда эквивалентная статическая нагрузка в рассматриваемом случае

 Н

Проверяем условие (8.6)

Эквивалентная статическая нагрузка меньше статической грузоподъёмности меньше паспортной, следовательно, условие проверочного расчёта подшипника по статической грузоподъёмности выполняется.