3021

Коэффициент безопасности kb определяют из табл.11. Таблица 24/3/. Коэффициент безопасности подшипников

качения

В радиально –упорных шарикоподшипниках при действии на них радиальных нагрузок возникают осевые составляющие S, которые определяют по формулам

70

подшипников Осевые нагрузки, действующие на радиально-упорные

шарико- и конические роликоподшипники, определяют с учетом схемы действия внешних усилий в зависимости от относительного расположения подшипников (рис.34).

Рис.34 Для определения результирующей осевой нагрузки на

подшипники следует использовать формулы, приведенные в табл.12.

71

Расчет на долговечность считается удовлетворительным, если долговечность выбранного типоразмера подшипника

Если условие (14) не выполняется, выбирают подшипник более тяжелой серии и повторяют расчет до тех пор, пока расчетная долговечность не окажется больше, чем ресурс работы привода.

72

9. ПРИМЕР РАСЧЕТА ПОДШИПНИКА НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ

9.1. Техническое задание

При расчете ведущего вала одноступенчатого зубчатого редуктора были определены реакции опор FrI=3600 Н(левый подшипник); FrII=1800Н (правый подшипник); осевая нагрузка Fa=1400Н /3/; подшипники установлены по схеме враспор (см.рис.34,а). Диаметр цапфы вала d=50мм; частота вращения вала n=1440 об/мин; ресурс работы редуктора tp= 20000час. Подобрать подшипники и определить их долговечность.

9.2. Решение

Так как FrI>FrII, согласно схеме на рис.34 и данным табл.25 осевая нагрузка будет действовать на правый подшипник. В

радиально-упорных шарикоподшипниках появляются осевые составляющие, аналогичные составляющим SI и SII в конических роликоподшипниках. Тогда для этой опоры имеем

Fa/FrII = 1400/1800 =0.78.

Поэтому согласно рекомендациям табл.11 выбираем из каталога (табл.17) радиально-упорный шарикоподшипник легкой серии 36210, для которого С=43200Н, С0=27000Н.

Вычисляем отношение

по которому из табл.22 выбираем коэффициент осевого нагружения е=0.365 методом линейной интерполяции.

Осевые составляющие реакций от радиальных нагрузок равны На левой опоре

SI eFrI 0.365* 3600 1310Н;

на правой опоре

73

Из табл. 22, методом линейной интерполяции вычисляем

X=0.45, Y=1.25.

PII=(XFrII+YFaII)k kT=(0.45*1800+1.25*2710)*1.4*1 = 5900 H.

Так как РII>PI, проверяем долговечность более нагруженной второй опоры

Условие (40) не выполняется.

Рассмотрим вариант с широким радиально-упорным подшипником средней серии (табл.11), для которого С = 71800 Н;

С0=44000Н.

74

Из табл. 22 е=0.68; так как Fa/FrII=1400/1800=0/78>e, то X=0.4;

Y = 0.

На левой опоре

SI eFrI 0.68* 3600 2450Н;

На правой опоре из табл.12:

FaII S I Fa 2450 1400 3850H .

Приведенная нагрузка на правой опоре

PII=(XFrII+YFaII)k kT= (0.41*1800+0.87*3850)*1.4*1 = 5700 H.

Расчетная долговечность

Такая расчетная долговечность удовлетворяет условию (40). На этом расчет заканчивают и переходят к графической части задания: сборочному чертежу подшипникового узла выбранного типоразмера.

Чертеж сопровождается спецификацией, которая вставляется в пояснительную записку.

75

10.КОНСТРУИРОВАНИЕ ОПОРНЫХ УЗЛОВ

10.1.Редукторы с цилиндрическими прямозубыми колесами

Вэтих редукторах осевых усилий нет, однако могут возникать случайные осевые толчки, поэтому рекомендуется закреплять один подшипник по внутреннему и наружному кольцам (рис.35), другой подшипник делать плавающим. Такой способ установки подшипников допустим при любом расстоянии между опорами, так как возможность заклинивания тел качения исключена. При

небольших расстояниях между опорами (L 450 мм) можно ставить подшипники враспор, предусмотрев необходимый зазор между крышкой и подшипником. В тяжелых редукторах следует применять двухрядные конические роликоподшипники.

10.2. Редукторы с цилиндрическими косозубыми и шевронными колёсами

В редукторах с косозубыми колѐсами на опоры всегда действует осевая нагрузка, возрастающая с увеличением угла наклона зубьев. Если угол наклона зубьев 9°, то можно устанавливать радиальные шарикоподшипники, а при >9° - радиально-упорные подшипники (шариковые или роликовые).

Впередачах с шевронными колѐсами или сдвоенными косозубыми колѐсами, образующими шеврон, постоянно действующие осевые усилия отсутствуют.

Вэтих редукторах подшипники тихоходного вала как более тяжелого фиксируют относительно корпуса в осевом направлении. Другие валы должны быть плавающими, чтобы у них была возможность самоустанавливаться по колесу тихоходного вала. Для плавающих валов следует применять роликоподшипники без бортов на наружном кольце (рис.35); наружные кольца подшипников закрепляют в корпусе между крышкой и пружинным кольцом, а в осевом направлении вал

76

может перемещаться вместе с внутренними кольцами и роликами по отношению к наружным кольцам.

Рис. 35.

Если грузоподъѐмность однорядных подшипников недостаточна, то применяют сферические двухрядные шарикоподшипники, между наружными кольцами которых и крышками оставляют зазор (рис.36).

Рис. 36.

В тяжелых редукторах с шевронными колесами применяют сферические роликоподшипники и двухрядные конические роликоподшипники.

77

10.3. Редукторы с коническими зубчатыми колёсами

При конструировании подшипниковых узлов конических зубчатых редукторов необходимо учитывать постоянно действующее осевое усилие. Для быстроходных передач небольшой мощности целесообразно ставить радиально-упорные шарикоподшипники (рис.37), а при средних мощностях и меньших скоростях - конические роликоподшипники (рис. 38, 39). Установку подшипников на рис.37, 38 следует считать более рациональной, чем на рис.39, так как в первом случае осевая нагрузка воспринимается подшипником, на который действует меньшая радиальная сила.

Рис. 37

Рис. 38

78

Рис. 39

При установке подшипников по рис.38 осевой зазор регулируют прокладками между фланцем стакана и крышкой. Внутренние кольца ставят на вал с натягом, и в установке закрепительных гаек нет необходимости. При монтаже подшипников по рис.39 необходимы закрепительные гайки; при нагреве вал может беспрепятственно расширяться, и подшипники гарантированы от заклинивания даже при значительном повышении температуры вала и больших расстояниях между опорами. Регулировка осевого зазора осуществляется резьбовым кольцом со стопорной шайбой.

Вотношении жѐсткости узла конструкция на рис. 39 предпочтительнее, чем на рис. 38, так как при одинаковом расстоянии между опорами (размер Б) величина опорной базы l2 больше l1.

Всравнительно небольших конических редукторах входной вал можно монтировать на двух цилиндрических роликовых подшипниках без бортов на наружных кольцах и одном радиальном шарикоподшипнике (рис.40), наружное кольцо которого установлено в корпусе со значительным радиальным зазором (этот подшипник воспринимает только осевые усилия).

79