Детали машин / ДМ4

Рисунок 9.1 – Пример расчетной схемы тихоходного вала цилиндрического редуктора

~ 166 ~

~ 167 ~

Пример расчета к рисунку 9.2. Построение эпюр моментов (быстроходный вал).

Дано:

1.Вертикальная плоскость:

а) определяем опорные реакции, Н

Проверка: б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях 1…4, Нм

2.Горизонтальная плоскость:

а) определяем опорные реакции, Н

б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси У в характерных сечениях 1…3, Нм

3.Строим эпюру крутящих моментов, Нм: 4.Определяем суммарные радиальные реакции:

5.Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Нм:

Пример расчета к рисунку 9.3. Построение эпюр моментов (быстроходный вал).

Дано:

1.Вертикальная плоскость:

а) определяем опорные реакции, Н

Проверка: б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях 1…3, Нм

2.Горизонтальная плоскость:

а) определяем опорные реакции, Н

~ 168 ~

Проверка: б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси У в характерных сечениях 1…4, Нм

3.Строим эпюру крутящих моментов, Нм: 4.Определяем суммарные радиальные реакции:

5.Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Нм:

Пример расчета к рисунку 9.4. Построение эпюр моментов (быстроходный вал).

Дано:

1.Вертикальная плоскость:

а) определяем опорные реакции, Н

Проверка: б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях 1…3, Нм

2.Горизонтальная плоскость:

а) определяем опорные реакции, Н

Проверка: б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси У в характерных сечениях 1…4, Нм

3.Строим эпюру крутящих моментов, Нм: 4.Определяем суммарные радиальные реакции:

5.Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Нм:

~ 169 ~

Рисунок 9.3 – Пример расчетной схемы быстроходного вала конического редуктора

~ 170 ~

~ 171 ~

10 Проверка долговечности подшипников

Конструкция подшипникового узла должна обеспечивать фиксацию валов в осевом направлении, компенсацию температурных деформаций, надежную смазку и защиту подшипников от посторонних частиц, удобство монтажа, демон-

тажа и регулировки.

Выбор типоразмера подшипника зависит от характера нагрузки, ее вели-

чины и направления, частоты вращения и условий эксплуатации.

Проектируют подшипниковые узлы в такой последовательности:

1.Выполняют эскизную компоновку узла; на основании расчетной схемы намечают расстояние между опорами и закрепленными на валу деталями.

2.На основании кинематической схемы и силовой характеристики меха-

низма определяют величины и направления нагрузок на опоры.

3. Намечают тип подшипника с учетом нагрузок, конструкции узла, усло-

вий эксплуатации и монтажа.

4. Определяют эквивалентную нагрузку и проверяют расчетную долговеч-

ность подшипника.

5.Назначают посадки на внутренние и наружные кольца подшипника и выбирают способ крепления колец на посадочных местах.

6.Определяют систему смазки и конструкцию уплотнения.

7.Окончательно оформляют конструкцию подшипникового узла.

При выборе подшипников следует руководствоваться не только конструк-

тивными, но и экономическими соображениями; например, учитывать, что шари-

ковые подшипники дешевле роликовых, подшипники повышенных классов точ-

ности значительно дороже подшипников нормального класса.

В опорах, подверженных действию ударных нагрузок, предпочтение сле-

дует отдавать роликоподшипникам. При действии на узел только радиальных на-

грузок следует, как правило, ставить шарикоподшипники.

Для подшипников с частотой вращения кольца n < 1 мин-1 основной харак-

теристикой служит статическая грузоподъемность Со; при большей частоте вра-

щения - динамическая грузоподъемность С.

~ 172 ~

По ГОСТ 18855-73 динамической грузоподъемностью радиальных и ради-

ально-упорных подшипников называют величину постоянной радиальной нагрузки,

которую группа идентичных подшипников с неподвижным наружным кольцом может выдержать в течение 1 млн. оборотов внутреннего кольца. Для упорных подшипников динамическая грузоподъемность — это постоянная центральная осевая нагрузка, которую любой из группы идентичных подшипников сможет вы-

держивать в течение 1 млн. оборотов одного из колец подшипника. Под номиналь-

ной долговечностью понимают срок службы подшипников, в течение которого не менее 90% из данной группы при одинаковых условиях должны проработать без появления признаков усталости металла.

Расчетную долговечность L в млн. оборотов или в часах определяют по динамической грузоподъемности С и величине эквивалентной нагрузки Рэ

где L – долговечность подшипника, млн. об;

а1 – коэффициент надежности;

а23 – обобщенный коэффициент совместного влияния качества металла и ус-

ловий эксплуатации подшипника;

С - динамическая грузоподъемность, Н;

Рэ – эквивалентная динамическая нагрузка, Н;

m - показатель степени, для шариковых радиальных подшипников, m =3, для роликоподшипников m =3,33.

Для любых подшипников

где Lh – базовая долговечность, ч;

~ 173 ~

L – долговечность подшипника, млн. об; n - частота вращения подшипника, мин-1.

Требуемая долговечность подшипника предусмотрена ГОСТ 16162-85 и

составляет: для червячных редукторов не менее 5000ч, а для зубчатых – не менее

10000ч.

Эквивалентная нагрузка в зависимости от вращения колец, радиальной и осевой нагрузки определяется для радиальных шарикоподшипников и радиально-

упорных шарико - и роликоподшипников

Для упорных шариковых и роликовых подшипников

где - коэффициент радиальной нагрузки (таблицы 10.2 – 10.3);

- коэффициент осевой нагрузки (таблицы 10.1 – 10.2); - коэффициент, учитывающий вращение колец; при вращении внутреннего

В радиально-упорных подшипниках при действии на них радиальных на-

грузок возникают осевые составляющие реакций:

-для радиально-упорных шарикоподшипников

~174 ~

- для конических роликоподшипников

Таблица 10.2 – Коэффициенты и для однорядных радиальных и радиаль- но-упорных шариковых подшипников ( - параметр осевого нагружения)

Примечание.1.Для двухрядных сферических радиальных шариковых подшипников значения X, Y и e такие же, как и для однорядных при .

2.При принимают X = 1 и Y = 0.

3. Y и для промежуточных величин отношений определяют интерполяцией.

Таблица 10.3 - Коэффициенты и для радиально-упорных роликовых подшипников

Так как осевые составляющие зависят от параметра , приходится опреде-

лять вначале приближенно, ориентируясь на соотношение внешней осевой си-

~ 175 ~