1798
.pdf201
противоположных сторонах дорожки. Сепаратор 3 представляет собой тонкое кольцо с отверстиями, в которых помещаются шарики. Сепаратор распределяет шарики и ролики с одинаковым шагом по окружности.
Подшипники качения применяют во всех отраслях машиностроения и приборостроения. Это самые массовые стандартные детали. Их изготовляют миллионными партиями на специальных подшипниковых заводах в массовом производстве на автоматических станочных линиях и в цехах-автоматах. Стоимость подшипника поэтому от стоимости вала составляет доли процента.
Кроме указанного выше деления подшипников на радиальные и упорные, шариковые и роликовые, подшипники качения подразделяют в зависимости от размеров и нагрузки на сверхлегкие, особо легкие, легкие, средние и тяжелые; по числу рядов тел качения на однорядные и двухрядные.
Кольца, шарики и ролики изготовляют из высокоуглеродистых специальных шарикоподшипниковых хромистых сталей ШХ6, ШХ9 и ШХ15 с термообработкой до твердости HRC 61…66 и последующими шлифованием и полированием. Сепараторы штампуют из мягкой низкоуглеродистой стали или изготавливают из цветных металлов или пластмассы.
Каждый подшипник качения имеет условное обозначение, которое клеймится на каждом подшипнике и состоит из цифр и букв.
Последние две цифры справа обозначают внутренний диаметр подшипника, начиная с 20 мм. Для определения диаметра d нужно число последних двух цифр умножить на 5 мм. Например, в обозначении 210 внутренний диаметр d=10х5=50 мм. Это правило справедливо для сочетаний 04…99, т.е. для d=20…495 мм. Если внутренний диаметр d‹20 мм, то сочетания соответствуют 00-10 мм; 01-12 мм; 02-15 мм; 03-17 мм.
Третья цифра справа обозначает серию подшипника по наружному диаметру: 1 – особо легкая серия; 2 – легкая серия; 3 – средняя серия; 4 – тяжелая серия.
Четвертая цифра справа обозначает тип подшипника: 0 – радиальный шариковый, если на пятом месте нет цифры, то 0 не ставится, например, 210 – шарикоподшипник радиальный легкой серии d = 10 х 5 = 50 мм; 1 – радиальный шариковый сферический (1210); 6– радиальноупорный шариковый (6210); 7 – роликовый конический (7210); 8 – упорный шариковый (8210).
Пятая и шестая цифры справа обозначают конструктивные разновидности.
Буквы после цифр обозначают конструктивные разновидности или материал сепаратора.
202
Смазка подшипников качения существенно влияет на их долговечность, уменьшает трение, отводит тепло, предохраняет от коррозии.
Густые масла применяют для подшипников, работающих при окружной скорости по внутреннему диаметру подшипника v ≤ 10 м/с и допускаемой температуре до 1200С. Густым маслом заполняются внутренности подшипника при сборке.
Жидкие масла применяются при любых скоростях и температуре узла до 1500 С, имеют меньший коэффициент трения, лучший отвод тепла, но требуют постоянного пополнения масла.
Расчет подшипников качения на долговечность (ГОСТ 18855-73) по усталостному выкрашиванию является основным.
Долговечность подшипников – это расчетный срок службы,
измеряемый количеством оборотов, в течение которого не менее 90 % из данной группы подшипников при одинаковых условиях должны
отработать без появления признаков усталости металла. |
|
|||
Экспериментально выведена формула |
m |
|
||
C |
|
|||
L |
|
|
, |
(18.8) |
|
||||
C |
|
|
||
где L – долговечность подшипника, измеряемая в миллионах оборотов; Q – эквивалентная динамическая нагрузка, Н; С – динамическая грузоподъемность подшипника, Н; m – показатель степени, который для шарикоподшипников равен 3, а для роликоподшипников – 3,33.
Подбор подшипников качения. В таблицах подшипников качения, приводимых в справочниках, указывают два вида грузоподъемности: С0 – статическая грузоподъемность – это радиальная статическая нагрузка для радиальных и радиально-упорных подшипников, вызывающая в наиболее нагруженной точке контакта тела качения с дорожкой качения общую остаточную деформацию, равную 0,0001 диаметра тела качения, Н; С динамическая грузоподъемность – это радиальная нагрузка, Н, которую 90 % подшипников данного типоразмера сможет выдержать без признаков усталостного разрушения рабочих поверхностей в течение N=106 оборотов.
Расчет на статическую грузоподъемность. Подшипники качения,
работающие под большой нагрузкой в неподвижном состоянии или вращающиеся с угловой скоростью n≤1 об/мин, выходят из строя в результате остаточных пластических деформаций. Поэтому их работоспособность определяется статической грузоподъемностью.
Условие для выбора подшипника
Q ≤ C0 , (18.9)
где Q – эквивалентная (приведенная) статическая нагрузка, определяемая по формуле
203 |
|
Q R X A Y k , |
(18.10) |
где R – радиальная нагрузка на подшипник, Н (на рис. 18.1 – это радиальная нагрузка на левый подшипник, обозначенный точкой А на расчетной схеме, а ниже показаны силы, действующие на точку А: сила Raв
и сила Rаг, если их сложить геометрически, то получимR 
Rав 2 Rаг 2 );
А – осевая нагрузка на подшипник, Н (на рис. 18.1 – это осевая нагрузка на левый подшипник: сила А, действующая на точку А); X и Y – коэффициенты; kσ– коэффициент безопасности для редукторов общего назначения, kσ=1,3.
Коэффициенты Х и Y назначают следующим образом.
Для шариковых радиальных подшипников ГОСТ 8338-75 по таблицам находят статическую грузоподъемность С0 и динамическую грузоподъемность С, а по табл. 18.2 определяют параметр е в зависимости от отношения А/С0. Далее сравнивают отношение А/R: если А / R ≤ е, то Х=1; Y=0; если А / R › е, то Х и Y назначаются по табл.18.2.
Для роликовых радиальных подшипников ГОСТ 8328-75 всегда X=1, а
осевую нагрузку они не передают, поэтому А=0.
Для радиально-упорных шариковых подшипников серии 36000 α=120
ГОСТ 831-75: если А / R ≤ е, то X=1; Y=0; если А / R › е, то X и Y назначаются по табл.18.2.
Для подшипников серии 46000 α=260: если А / R ≤ 0,68, то X=1; Y=0;
если А/R›0,68, то X = 0,41; Y = 0,87.
Для подшипников серии 66000 α=360: если А / R ≤ 0,95, то X=1; Y=0;
если А/R›0,95, то X = 0,37; Y = 0,66.
Для роликовых конических подшипников ГОСТ 333-79 параметр е находят по таблицам ГОСТа, затем сравнивают: если А / R ≤ е, то X=1; Y=0; если А / R › е, то X = 0,4, а значение Y выбирают по таблицам ГОСТа.
Таблица 18.2
Определение коэффицентов x и y
Шарикоподшипники радиально |
Шарикоподшипники радиально-упорные |
||||||||
|
однородные ГОСТ 8338-75 |
|
однородные α=120 ГОСТ 831-75 |
||||||
А / С0 |
|
е |
Х |
|
Y |
А / С0 |
е |
X |
Y |
0,014 |
|
0,19 |
|
|
2,30 |
0,014 |
0,30 |
|
1,81 |
0,028 |
|
0,22 |
|
|
1,99 |
0,029 |
0,34 |
|
1,62 |
0,056 |
|
0,26 |
|
|
1,71 |
0,057 |
0,37 |
|
1,46 |
0,084 |
|
0,28 |
|
|
1,55 |
0,086 |
0,41 |
|
1,34 |
0,11 |
|
0,30 |
0,56 |
|
1,45 |
0,11 |
0,45 |
0,45 |
1,22 |
0,17 |
|
0,34 |
|
|
1,31 |
0,17 |
0,48 |
|
1,13 |
0,28 |
|
0,38 |
|
|
1,15 |
0,29 |
0,52 |
|
1,04 |
0,42 |
|
0,42 |
|
|
1,04 |
0,43 |
0,54 |
|
1,01 |
0,56 |
|
0,44 |
|
|
1,00 |
0,57 |
0,54 |
|
1,00 |
204
Расчет на динамическую грузоподъемность. Эквивалентная
(статическая) нагрузка определяется по формуле (18.10) и табл. 18.2. Если частота вращения подшипника n≥10 об/мин, то базовая или номинальная долговечность подшипника Lh в часах определяется по формуле
L |
106 |
L |
|
||
|
|
|
, |
(18.11) |
|
|
|
||||
h |
|
60 n |
|
||
где Lh – номинальная долговечность, |
ч; L C/Q m |
долговечность |
|||
подшипника в миллионах оборотов; n – частота вращения, об/мин.
Зная табличное значение динамической грузоподъемности С, величину приведенной нагрузки Q, частоты вращения вала n, определяют номинальную или базовую долговечность Lh, а затем сравнивают ее с допускаемым значением [Lh], которое для зубчатых редукторов [Lh]=10000 ч, а для червячных редукторов [Lh]=5000 ч.
Lh Lh . |
(18.12) |
Это неравенство является условием долговечности при расчете на динамическую грузоподъемность.
205
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
Ос н о в н а я
1.Аркуша А.И. Техническая механика: теоретическая механика и сопротивление материалов: Учебник для техникумов. М.: Высш.
шк., 1989. – 352 с.
2.Фролов М.И. Техническая механика: Детали машин: Учебник для техникумов. – М.: Высш. шк., 1990. – 352 с.
3.Мовнин М.С., Израелит А.Б., Рубашкин А.Г. Основы технической механики: Учебник для немашиностроительных техникумов. – Л.: Судостроение, 1978. – 288 с.
До п о л н и т е л ь н а я
4.Куприянов Д.Ф., Метельников Г.Ф. Основы технической механики. – М.: Речн. транспорт, 1968.
5.Дубейковский Е.Н., Савушкин Е.С., Цейтлин Л.А. Техническая механика. – М., 1980.
6.Иосилевич Г.Б., Лебедев П.А., Стеляев В.С. Прикладная механика,
Л., 1985.
7.Техническая механика / А.А. Эрдеди, И.В. Аникин, А.С. Чуйков –
М., 1980.
8.Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике: Учебное пособие для вузов. – М.: Наука, 1986. – 448 с.
9.Беляев Н.М. Сборник задач по сопротивлению материалов: Учебное пособие для вузов. – М.: Наука, 1986. – 350 с.
10.Сборник задач по сопротивлению материалов/ Под. ред. А.С. Вольмира. М.: Наука, 1984. – 408 с.
11.Сборник задач и примеров расчетов по курсу деталей машин: Учебное пособие для техникумов. – М.: Машиностроение, 1975. – 286 с.
12.Справочник металлиста в пяти томах. Т. 2 / Под ред. С.А. Чернавского. – М.: Машгиз, 1958. – 974 с.
13.Прикладная механика / Т.В. Путята. Учебное пособие для студентов торговых и инженерно-экономических вузов. – Киев:
Вища шк., 1977. – 536 с.
14.Ковалев Н.А. Прикладная механика: Учеб. для вузов. – М.: Высш.
шк., 1982. – 400 с.
|
|
206 |
|
Введение |
ОГЛАВЛЕНИЕ |
3 |
|
------------------------------------------------------------------------------------- |
|||
Часть I. Основы ---------------------------------------теоретической механики |
5 |
||
1. |
Статика------------------------------------------------------------------------------- |
5 |
|
|
1.1. ---------------------------------------------- |
Основные понятия статики |
5 |
|
------------------------------------------------ |
1.1.1. Статика и её задачи |
5 |
|
------------ |
1.1.2. Абсолютно твёрдое тело и материальная точка |
5 |
|
----------------------------- |
1.1.3. Сила и её векторное изображение |
5 |
|
-------------------------------------------------- |
1.1.4. Аксиомы статики |
7 |
|
1.2. ------------------------------------------------------Связи и их реакции |
10 |
|
|
1.3. ------------------------------------Плоская система сходящихся сил |
13 |
|
|
--------------------------- |
1.3.1. Графический метод сложения сил |
13 |
|
--------------------------- |
1.3.2. Проекция силы на оси координат |
14 |
|
-------------------- |
1.3.3. Разложение силы на две составляющие |
16 |
|
------------------------ |
1.3.4. Аналитический метод сложения сил |
17 |
|
---------------------------------------- |
1.3.5. Примеры решения задач |
18 |
|
1.4. ---Пара сил. Момент силы. Равновесие плоской системы сил |
20 |
|
|
1.5. --------------------------------- |
Составление уравнений равновесия |
25 |
2. |
Кинематика ----------------------------------------------------------------------- |
26 |
|
|
2.1. ------------------------------------------------------- |
Основные понятия |
26 |
|
2.2. ------------------------------------------- |
Равнопеременное движение |
32 |
|
------------------------------------- |
2.2.1. Прямолинейное движение |
32 |
|
-------------------------------------- |
2.2.2. Криволинейное движение |
36 |
|
2.3. --------------------------Вращение тела вокруг неподвижной оси |
37 |
|
3. |
Динамика-------------------------------------------------------------------------- |
42 |
|
|
3.1. --------------------------Основные понятия и аксиомы динамики |
42 |
|
|
3.2. ------------------------------------------------------ |
Работа и мощность |
49 |
|
|
3.2.1. Работа постоянной силы при прямолинейном движении 49 |
|
|
---------- |
3.2.2. Мощность и коэффициент полезного действия |
50 |
|
------- |
3.2.3. Работа и мощность при вращательном движении |
51 |
|
3.3. --------------------------------------- |
Динамика материальной точки |
52 |
|
----------------------------------- |
3.3.1. Закон количества движения |
52 |
|
-------------------- |
3.3.2. Потенциальная и кинетическая энергия |
53 |
|
|
3.3.3. Закон об изменении кинетической энергии материальной |
|
|
---------------------------------------------------------------- |
точки |
54 |
|
|
3.3.4. Основное уравнение динамики для вращательного |
|
|
----------------------------------------------------------- |
движения |
56 |
|
---------------- |
3.3.5. Кинетическая энергия вращающегося тела |
58 |
Часть II. ------------------------------Основы теории механизмов и машин |
59 |
||
4. |
Основные -----------------------------понятия о механизмах и машинах |
59 |
|
|
4.1. -------------------------------------------Общие сведения о машинах |
59 |
|
|
4.2. ------------------- |
Кинематические пары и кинематические цепи |
60 |
|
|
207 |
|
|
4.3. |
Простейшие механизмы------------------------------------------------ |
63 |
|
|
4.3.1. Наклонная плоскость ------------------------------------------- |
63 |
|
|
4.3.2. Рычаги-------------------------------------------------------------- |
65 |
|
|
4.3.3. Ворот, блоки и полиспасты------------------------------------ |
68 |
|
|
4.3.4. Клин----------------------------------------------------------------- |
71 |
|
|
4.3.5. Винт----------------------------------------------------------------- |
71 |
5. |
Передачи--------------------------------------------------------------------------- |
73 |
|
|
5.1. |
Общие понятия----------------------------------------------------------- |
73 |
|
5.2. Кинематические и силовые соотношения в передачах--------- |
74 |
|
|
5.3. Общие сведения о редукторах---------------------------------------- |
77 |
|
6. |
Простые машины и механизмы ---------------------------------------------- |
79 |
|
|
6.1 |
Лебедка и таль------------------------------------------------------------- |
79 |
|
6.2 |
Ленточный транспортер ------------------------------------------------ |
82 |
|
6.3 |
Шнековый транспортер------------------------------------------------- |
84 |
|
6.4 Кинематический и силовой расчёты машины --------------------- |
88 |
|
Часть III. Основы сопротивление материалов------------------------------- |
89 |
||
7. |
Основные понятия--------------------------------------------------------------- |
89 |
|
|
7.1. Деформация тела под действием внешних сил------------------- |
89 |
|
|
7.2. |
Основные виды деформаций ----------------------------------------- |
89 |
|
7.3. Внешние и внутренние силы ----------------------------------------- |
90 |
|
|
7.4. Рабочие, предельные и допускаемые напряжения--------------- |
91 |
|
|
7.5. |
Статические испытания материалов-------------------------------- |
92 |
8. |
Растяжение------------------------------------------------------------------------ |
94 |
|
|
8.1. Деформации при растяжении. Закон Гука------------------------- |
94 |
|
|
8.2. Расчёты на прочность при растяжении и сжатии---------------- |
96 |
|
|
8.3. Расчёты на жесткость при растяжении----------------------------- |
98 |
|
9. |
Сдвиг и смятие------------------------------------------------------------------- |
99 |
|
|
9.1. Понятие о сдвиге и смятии ------------------------------------------- |
99 |
|
|
9.2. Расчёты на прочность при сдвиге и смятии --------------------- |
101 |
|
|
9.3. |
Расчет заклепочных соединений----------------------------------- |
102 |
|
9.4. |
Расчет шпоночного соединения------------------------------------ |
104 |
|
9.5. |
Расчет сварных соединений ---------------------------------------- |
105 |
10. Кручение ------------------------------------------------------------------------ |
107 |
||
|
10.1. Напряжения и деформации при кручении круглого вала ---- |
107 |
|
|
10.2. Расчет валов на прочность и жесткость ------------------------- |
111 |
|
|
10.3. Полярные моменты инерции и сопротивления----------------- |
113 |
|
|
10.4. |
Примеры расчетов----------------------------------------------------- |
114 |
11. Изгиб------------------------------------------------------------------------------ |
117 |
||
|
11.1. |
Основные понятия----------------------------------------------------- |
117 |
|
11.2. Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил------------- |
119 |
|
|
11.3. Нормальные напряжение при изгибе ----------------------------- |
123 |
|
|
11.4. |
Расчеты на прочность при изгибе---------------------------------- |
127 |
|
|
208 |
|
12. |
Изгиб с кручением------------------------------------------------------------- |
129 |
|
|
12.1. Совместное действие изгиба и кручения------------------------- |
129 |
|
|
12.2. Примеры расчетов на прочность ----------------------------------- |
132 |
|
Часть IV. Детали машин ----------------------------------------------------------- |
134 |
||
13. |
Основные понятия------------------------------------------------------------- |
134 |
|
|
13.1. |
Основные требования к деталям машин ------------------------- |
135 |
|
13.2. |
Критерии работоспособности и расчета деталей--------------- |
135 |
|
13.3. |
Особенности расчета деталей--------------------------------------- |
136 |
|
13.4. |
Основные материалы деталей -------------------------------------- |
138 |
14. |
Соединения деталей----------------------------------------------------------- |
139 |
|
|
14.1. |
Заклепочные, сварные и клеевые соединения ------------------ |
139 |
|
14.2. |
Болтовые и винтовые соединения --------------------------------- |
140 |
|
14.3. |
Расчеты на прочность------------------------------------------------- |
142 |
|
|
14.3.1. Болт нагружен растягивающей силой------------------- |
142 |
|
|
14.3.2. Болт нагружен силой затяжки----------------------------- |
143 |
|
|
14.3.3. Болтовое соединение нагружено поперечной силой-147 |
|
15. |
Ременные передачи------------------------------------------------------------ |
148 |
|
|
15.1. |
Общие положения ----------------------------------------------------- |
148 |
|
15.2. |
Расчет ременной передачи------------------------------------------- |
153 |
16. |
Зубчатые передачи ------------------------------------------------------------ |
158 |
|
|
16.1. |
Общие сведения-------------------------------------------------------- |
158 |
|
16.2. |
Расчет зубьев цилиндрических колес----------------------------- |
164 |
|
16.3. |
Конические передачи ------------------------------------------------- |
172 |
17. |
Прочие передачи--------------------------------------------------------------- |
176 |
|
|
17.1. Винтовые механизмы------------------------------------------------- |
176 |
|
|
17.2. Червячные передачи -------------------------------------------------- |
181 |
|
|
17.3. Цепные передачи ------------------------------------------------------ |
188 |
|
18. |
Валы и их опоры--------------------------------------------------------------- |
193 |
|
|
18.1. Общие сведения-------------------------------------------------------- |
193 |
|
|
18.2. Шпоночные соединения---------------------------------------------- |
195 |
|
|
18.3. Расчет валов------------------------------------------------------------- |
197 |
|
|
18.4. Подшипники ------------------------------------------------------------ |
199 |
|
Использованная литература ----------------------------------------------------- |
205 |
||
209
Учебное издание
Александр Иванович Руппель
ОСНОВЫ МЕХАНИКИ
Учебное пособие
Редактор Н.И. Косенкова Компьютерную верстку выполнил Д.Г. Клемберг
Лицензия ИД №00064 от 16.08.99. Подписано к печати 07.2002г. Формат 60х90 1/16. Бумага ксероксная.
Оперативный способ печати. Усл.п.л. 13,25, уч. - изд.л. 12.58.
Тираж 350 экз. Заказ Цена договорная.
Издательство СибАДИ 644099, Омск, ул. П. Некрасова, 10
Отпечатано в ПЦ издательства СибАДИ 644099, Омск, ул. П. Некрасова. 10