Расчет подшипников
Радиальную реакцию подшипника считают приложенной к оси вала в точке пересечения с ней нормали, проведенной через середину контактной площадки. Для радиальных подшипников эта точка расположена на середине ширины подшипника.
7.1 Определение реакций в подшипниках на быстроходном валу
-
окружная сила
-
радиальная сила
-
осевая сила
-
консольная сила
– начальный
диаметр шестерни
Рис. 28 Расчетная схема быстроходного вала
Радиальные реакции
Вертикальная плоскость (без действия консольной силы)
Горизонтальная плоскость (без действия консольной силы)
Суммарная реакция
Консольная сила изменяет свое положение во время вращения вала. Направим консольную силу так, чтобы в наиболее нагруженной опоре была наибольшая сила.
Максимальная реакция в первой опоре с учетом консольной силы
Максимальная реакция во второй опоре с учетом консольной силы
Осевые реакции
При
установке вала на двух радиальных
шариковых подшипников нерегулируемых
типов осевая сила
,
нагружающая подшипник, равна внешней
осевой силе
,
действующей на вал. Силу
воспринимает тот подшипник, который
ограничивает осевое перемещение вала
под действием этой силы.
8.2 Расчет подшипников быстроходного вала на динамическую грузоподъемность
Частота вращения вала больше 10 , поэтому подшипники рассчитывают на динамическую грузоподъемность. Подбор выполняют по наиболее нагруженной опоре.
1-й подшипник 107 ГОСТ 8338-75
Исходные данные (табл. 24.10 [1]):
– базовая
статическая грузоподъемность
– базовая
динамическая грузоподъемность
– внутренний диаметр подшипника
– наружный
диаметр подшипника
– диаметр
шарика
Для
подшипников, работающих при типовых
режимах нагружения, расчет удобно вести
с помощью коэффициента эквивалентности
.
(2-й
типовой режим нагружения) (глава 7.2 [1])
Н
Определяют отношение, в зависимости от которого по табл. 7.2 [1] находят значения Х, Y, e:
– коэффициент,
зависящий от геометрии подшипника и
применяемого уровня напряжения определяют
по таблице 7.3 [1] в зависимости от отношения:
– угол
контакта
– диаметр
окружности расположения центров шариков
По
таблице 7.3 [1] принимают
По таблице 7.2 [1] находят Х, Y, e
Сравнивают
отношение
и e.
V – коэффициент вращения кольца
Следовательно,
Вычисляют эквивалентную динамическую нагрузку (радиальную для шариковых радиальных подшипников):
– коэффициент
динамичности нагрузки (табл. 7.6 [1] –
зубчатые передачи, редукторы всех типов)
– температурный
коэффициент
2-й подшипник 107 ГОСТ 8338-75
Исходные данные (табл. 24.10 [1]):
– базовая статическая грузоподъемность
– базовая динамическая грузоподъемность
– внутренний диаметр подшипника
– наружный диаметр подшипника
– диаметр шарика
Для подшипников, работающих при типовых режимах нагружения, расчет удобно вести с помощью коэффициента эквивалентности .
(2-й типовой режим нагружения) (глава 7.2 [1])
Н
Определяют отношение, в зависимости от которого по табл. 7.2 [1] находят значения Х, Y, e:
– коэффициент, зависящий от геометрии подшипника и применяемого уровня напряжения определяют по таблице 7.3 [1] в зависимости от отношения:
– угол контакта
– диаметр окружности расположения центров шариков
По таблице 7.3 [1] принимают
По таблице 7.2 [1] находят Х, Y, e
Сравнивают отношение и e.
V – коэффициент вращения кольца
Следовательно,
Вычисляют эквивалентную динамическую нагрузку (радиальную для шариковых радиальных подшипников):
– коэффициент динамичности нагрузки (табл. 7.6 [1] – зубчатые передачи, редукторы всех типов)
– температурный коэффициент
2-й подшипник 107 ГОСТ 8338-75 наиболее нагружен
Проверка
выполнения условия
Условие выполнено.
Определяют скорректированный по уровню надежности и условиям применения расчетный ресурс (долговечность) подшипника, ч:
– показатель
степени для шариковых подшипников
-
коэффициент долговечности в функции
необходимой надежности. (вероятность
безотказной работы 90 %)
– коэффициент,
характеризующий совместное влияние на
долговечность особых свойств металл
деталей подшипника и условий его
эксплуатации (для шариковых)
Оценивают пригодность намеченного типоразмера подшипника. Подшипник пригоден, если расчетный ресурс больше или равен требуемому:
Подшипник пригоден.