Пример 3

Подобрать подшипники для вала конической шестерни, расположенной консольно относительно опор вала (рис. 4). Техническое задание:

 радиальная нагрузка, подсчитанная по номинальному

моменту, на дальний от шестерни подшипник................F_r= 2880 Н;

 радиальная нагрузка по тому же моменту

на ближний к шестерне подшипник..................................F_r= 3500 Н;

 осевая нагрузка, воспринимаемая дальним

подшипником.........................................................................А= 300 Н;

 частота вращения вала..................................n= 1440 об/мин;

 диаметр вала под подшипник..................................d= 40 мм;

 ресурс подшипников...........................................L_h= 6300 час;

 режим нагружения представлен на рисунке 3;

 по условиям работы V= 1;K_б= 1,4;K_т= 1.

Решение

Для данной конструкции необходимо выбрать радиально-упорные подшипники, поскольку коническая шестерня требует осевой фиксации.

Наметим радиально-упорный шариковый подшипник 36208 с углом контакта = 12⁰. Для этого подшипника из табл. 8:

d= 40;D= 80;B= 18; C= 38900;C₀ = 23200; масса 0,37 кг.

Выберем расположение подшипников таким, как показано на схеме “б”(рис.1[1]). Пронумеруем подшипники. Тот, который воспринимает внешнюю осевую нагрузку, обозначим цифрой 2, таким образом,

F_r1= 3500 Н;F_r2= 1400 Н.

Найдем отношение;

;.

По формуле (20) вычислим вспомогательный коэффициент:

Осевые составляющие (19):

Н.

Н.

По табл. 3 для варианта, когда S₁>S₂и A> 0, осевые нагрузки на подшипники:

F_a1 = S₁ = 1740 Н;

F_a2 = S₁ + A = 1740 + 300 = 2040 Н.

Вычислим отношения:

;.

По табл. Б раздела 1.2.6 интерполяцией определим

Вычислим отношения:

В соответствии с соотношением осевой и радиальных нагрузок по формуле (14) вычислим эквивалентные нагрузки:

По наибольшей номинальной динамической нагрузке вычислим эквивалентную динамическую нагрузку по графику нагружения (3):

Найдем требуемую динамическую грузоподъемность (27):

Недогрузка

Результат положительный, подшипник 36208 удовлетворяет требованиям технического задания. Второй подшипник с целью унификации устанавливается такой же.

Пример 4

Подобрать подшипники для вала червяка (рис.5). Одна опора содержит два подшипника, установленные по схеме “б” (рис.1[1]). Подшипники сдвинуты по валу до соприкосновения внутренних колец непосредственно или через проставочное кольцо минимальной толщины. Эта опора воспринимает двухстороннюю осевую нагрузку и называется закрепленной опорой. Вторая опора выполнена плавающей в осевом направлении.

Техническое задание:

 на закрепленную опору действует

радиальная нагрузка...........................................................F_r1= 550 Н;

 на плавающую опору действует

радиальная нагрузка.........................................................F_r2= 1500 Н;

 осевая сила, действующая в сторону

плавающей опоры...............................................................A= 4250 Н;

 диаметр вала червяка под подшипник...................d= 30 мм;

 частота вращения червяка............................n= 2880 об/мин;

 ресурс подшипников..........................................L_h= 7000 час;

 режим нагружения соответствует графику на рис.3;

 по условиям работы V=1; K_б= 1,3; K_т=1.

Решение

При значительных осевых нагрузках целесообразно выбрать подшипник с большим углом контакта. Наметим радиально-упорный роликовый подшипник с большим углом контакта 27306. Для него (табл.9):

d = 30 мм; D = 72; B = 19; T = 20,5;

C= 35000;e= 0,72;Y= 0,833; масса 0,392кг.

Поскольку осевую нагрузку воспринимает подшипник сдвоенной закрепленной опоры, будем рассматривать подшипники в соответствии с разделом 1.2.8 [1]. Вычислим отношение:

,

следовательно номинальная динамическая нагрузка вычисляется по формуле (23), принимая F_a1= A,

Эквивалентная динамическая нагрузка с учетом переменности режима (3):

Потребная динамическая грузоподъемность (28):

Недогрузка

Таким образом, два установленных рядом подшипника 27306 для закрепленной опоры удовлетворяют условиям эксплуатации.

Для 2-й плавающей опоры выберем подшипник типа 0. Для него номинальная динамическая нагрузка (эта опора не воспринимает осевой нагрузки)

Эквивалентная динамическая нагрузка по заданному режиму

Требуемая динамическая грузоподъемность:

Н.

Из табл. 4 по требуемой динамической грузоподъемности для диаметра вала под подшипник 30 мм выбираем подшипник с ближайшей большей динамической грузоподъемностью C= 19500 легкой серии 206.

Примечание.Выбор радиально-упорных подшипников для вала червяка, когда эти подшипники разнесены по разные стороны червяка, а также выбор радиально-упорных подшипников для вала червячного колеса производится способом, показанным в примере 2, где представлен вариант выбора радиально-упорных подшипников.

Литература

1. Голубков Н.С., Ибрагимов А.У. Методические указания по выбору подшипников качения: Методические указания к курсовому проекту по курсам “Основы конструирования машин”, “Детали машин”.- Ижевск, Изд-во ИжГТУ, 2000.-30 с.

16