Приклад 6.8

Підібрати підшипники вала конічного колеса відкритої прямозубої передачі.

Рис. 6.8. Розрахункова схема до прикладу 6.8.

6.8.1. Вихідні дані :

(Умови навантаження та схема розміщення підшипників наведена на рис. 6.8.а).

Сумарне радіальне навантаження на першій (лівій) опорі ; сумарне радіальне навантаження на другій (правій) опорі;

осьова сила, що діє на вал від конічного зубчастого зачеплення ; діаметр цапфи валаd=45мм; кутова швидкість обертання вала ; строк служби підшипниківL_h=12000 годин;

робоча температура підшипникових вузлів .

6.8.2.Визначимо потрібний тип підшипників з врахуванням умов навантаження та конструктивного виконання підшипникових вузлів. Спочатку визначимо співвідношення осьового навантаження до сумарного радіального для обох опор:

Згідно до рекомендацій табл.3.1. при такому співвідношенні, коли можна використовувати радіальні шарикові підшипники. Але у зв’язку з тим, що конічна передача відкрита і підшипники будуть встановлені в окремих корпусах, причому закріплені будуть на не досить жорсткій рамі, то необхідно прийняти дворядні сферичні підшипники.

Спочатку будемо орієнтуватись на підшипники легкої серії типу 1209 ГОСТ 5720-75, що мають такі техніко-економічні показники:

d=45мм; D=85мм; B=19мм; ;

C=17000H; С₀=9770H; n_гр=8000об/хв;

M=0,438кг. Ц=0,64грн.

6.8.3. Визначимо потрібну динамічну вантажопідйомність підшипників для даних умов роботи:

,

Q – еквівалентне навантаження на підшипник,H;

L – бажана довговічність підшипників, млн. об.;

- показник степені (для шарикових підшипників).

Обчислимо бажану довговічність підшипників:

Згідно рекомендацій табл.3.5. знайдемо параметр осьового навантаження:

Так як згідно рекомендацій з установки шарикових радіальних підшипників, що сприймають осьове навантаження, необхідно фіксувати більш навантажену опору, то визначимо відношення осьової сили до сумарного радіального навантаження для першої (лівої) опори:

.

Отже, еквівалентне навантаження для першого(лівого) підшипника слід визначати як для радіально-упорного, а для другого, хоч у нього , що більшее=0,212, у зв’язку з розміщенням його в “плаваючому” положенні необхідно визначити як для радіального;

де Х₁=0,65; Х₂=1,0 – коефіцієнти радіального навантаження (див.табл.3.4.);

Y₁=4,62 – коефіцієнт осьового навантаження;

K_б=2 – коефіцієнт безпеки, величину якого взято для випадку, коли підшипники застосовуються із зубчастою передачею 9 ступеню точності, з вібраціями та можливими короткочасними перевантаженнями до 200% від номінального навантаження (див.табл.3.6.);

F_a=620H осьове навантаження,

K_t=1,0 температурний коефіцієнт.

Отже,

Обчислимо потрібну динамічну вантажопідйомність для першого (більш навантаженого) підшипника.

.

Це значно більше табличного значення С_табл=17000H.

6.8.2^΄ Виберемо підшипник середньої серії типу 1309 ГОСТ 5720-75, у якого такі техніко-економічні показники:

d=35мм; D=100мм; B=27мм;

C=30000H; С₀=16200H; n_гр=6300об/хв;

M=0,959кг. Ц=1,00грн.

6.8. Для визначення потрібної динамічної вантажопідйомності обчислимо параметр осьового навантаження та коефіцієнтосьового навантаження.

що більше

Отже ;.

Тоді еквівалентне навантаження для першої опори буде таке:

.

Тоді потрібна динамічна вантажопідйомність підшипника буде

що також більше табличного значення С_табл=30000H.

6.8.Будемо орієнтуватись на підшипники середньої широкої серії №1609 ГОСТ 5720-75, що мають такі техніко-економічні показники:

d=35мм; D=100мм; B=36мм;

C=42300H; С₀=19800H; n_гр=6300об/хв;

M=1,240кг; Ц=1,50грн.

6.8.Уточнимо параметросьового навантаження та коефіцієнтосьового навантаження підшипників

, що більше

тому, згідно рекомендацій таблиці 3.4

Еквівалентне навантаження для першої опори буде:

,що менше С_табл=42300H.

Отже, для вала конічного зубчастого колеса необхідно застосувати підшипники середньої широкої серії №1609 ГОСТ 5720-75.