20.14.К определению расстоянии между опорами ведомого вала
Расстояние между опорами вала:
ℓ ≈ ℓст + 2х +W,
ℓ ≈ ℓст + 2х +2bподш +5 мм,
где ℓст не меньше b = ψа ·аW + 3…6. (мм) или из условия прочности шпоночного соединения
.
Сталь [σ]см = 100…120 МПа.
Чугун [σ]см = 50…60 МПа.
Длина ступицы должна быть согласована с диаметром вала ℓст ≈ (0,8…1,5)d чаще всего ℓст ≈ 1,2d;
х – зазор между ступицей и внутренними стенками корпуса х ≈ 5…100 мм;
W – ширина бобышки в корпусе под подшипник (по табл. 25…50 мм);
f – в том же диапазоне 50…100 мм.
20.15.Последовательность расчета пролета вала
1. Определяют диаметр выходного конца вала из условия кручения → d1.
2. Определяют длину ступицы выходного конца вала
ℓст1 ≈ (0,8…1,5)d1.
3.Назначают диаметры dП и dШ, dбп.
dП ≈ d1 + 2t; dбп ≈ dП + 3r,
dШ ≈ 0,22 aWБ; dкол ≈ 0,3 aWT.
4. Контролируют вал, определяют ℓст W.
5. Рассчитывают ℓ или определяют его по прорисовке графически.
Для ведомого вала конической передачи, где необходимо разместить шестерню со стаканом
ℓ ≈ ℓст2 + dℓ1 +4x +W,
где ℓст2 – длина ступицы колеса конической ступени, ℓст2≈(1,2…2,2)b
dℓ1 – торцевой диаметр конической шестерни.
21. Подшипники качения
Увеличение частоты вращения и мощностей современных машин сопровождается снижением их веса. Этот процесс во многом зависит от состояния подшипников, их грузоподъемности и срока службы. Поэтому в современном Машино- и приборостроении подшипниковая промышленность занимает одно из важных мест.
21.1.Подшипники качения. Общие сведения
Подшипники качения – это опоры вращающихся или качающихся деталей, использующие элементы качения (шарики или ролики) и работающие на основе трения качения.
Подшипники качения состоят из следующих деталей (рис. 21.1):
Рис. 21.103. Конструкция подшипника качения
– наружного кольца 1;
– внутреннего кольца 2;
– тел качения (шарики, ролики, иголки 3);
– сепаратора, разделяющего тела качения 4.
Подшипниковые узлы, кроме подшипников качения, имеют корпус с крышками, устройства для крепления колец, защитные и смазочные устройства. В настоящее время подшипники качения являются основным видом опор в машиностроении.
Достоинства подшипников качения в сравнении с подшипниками скольжения:
а) меньше моменты сил трения и теплообразования; значительно меньший пусковой момент (в 5…10 раз).
б) меньший расход смазки и простота ухода;
в) большая несущая способность на единицу ширины подшипника;
г) большая надежность против заедания и пожарная безопасность (устранение горения букс вагонов при переходе на роликоподшипники).
д) малый расход цветных металлов.
21.2.Недостатки подшипников качения
а) ограничение срока службы, особенно при больших скоростях и нагрузках. Это вызвано возникновением высоких контактных напряжений, вызывающих усталостное выкрашивание колец и тел качения;
б) большое рассеивание сроков службы в каждой партии подшипников при одинаковых нагрузках и скоростях;
в) нерентабельность мелкосерийного и штучного производства;
г) меньшая способность гасить колебания
21.3.Классификация
Подшипники качения можно классифицировать по следующим признакам:
а) по направлению воспринимаемой нагрузки:
радиальные – воспринимают преимущественно радиальную нагрузку;
радиально-упорные – воспринимают комбинированную нагрузку (радиальную и осевую);
упорные – воспринимают только осевую нагрузку.
б) по форме тел качения:
шариковые, роликовые, игольчатые (с цилиндрическими, коническими, бочкообразными и витыми роликами).
в) по числу рядов тел качения:
однорядные, двухрядные, четырехрядные и многорядные.
г) по способности самоустанавливаться:
несамоустанавливающиеся (все шарико- и роликоподшипники, кроме сферических);
самоустанавливающиеся – сферические.
д) по габаритным размерам: по радиальным габаритным размерам: сверхлегкая, особолегкая, легкая, легкая широкая, средняя, средняя широкая и тяжелая серии; по ширине: узкие, нормальные, широкие и особо широкие.
Основное распространение имеет легкие и средние узкие серии.