методичка
.pdf
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
F |
|
lБ |
− F |
|
|
|
d1 |
− F |
|
l |
оп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
RАy = |
|
r1 |
2 |
|
|
|
|
а1 |
2 |
|
|
|
|
оп |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
lБ |
lБ |
|
|
|
|
d1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
∑ M |
1 |
= 0; F |
|
+ F |
|
|
|
|
− R |
|
l |
|
+ F (l |
|
+ l |
|
|
) = 0; |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
r1 2 |
|
|
|
|
а1 2 |
|
|
|
|
|
By |
Б |
|
|
оп |
|
Б |
|
оп |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
F |
|
lБ |
+ F |
|
|
|
d1 |
+ F (l |
|
|
|
+ l |
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
RBy = |
|
r1 |
|
|
|
|
a1 2 |
|
|
|
|
оп |
|
|
|
Б |
|
|
оп |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Проверка: ∑Y = 0; |
|
RАy − Fr1 + RBy − Fоп = 0 ; |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси X в |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
характерных сечениях 1…4, |
|
|
Н·м: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
M |
x1 |
= 0; M |
|
|
|
= R |
|
|
|
|
lБ |
; M |
x3 |
= −F l |
|
; |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
x2 |
|
|
|
|
Ay |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
оп |
оп |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
M |
x4 |
= −F (l |
|
|
+ |
lБ |
) + R |
|
|
|
lБ |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
оп |
оп |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
By 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
2. Горизонтальная плоскость: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
а) определяем опорные реакции, Н: RAx = RBx |
Ft1 |
. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
характерных сечениях 1…3, |
|
|
Н·м: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
M y1 = 0; M y2 = −RAx lБ ; M y3 = 0 . 2
3. Строим эпюру крутящих моментов, Н·м:
M к = M z = Ft1 × d1 ;
2
4. Определяем суммарные радиальные реакции, Н:
RA = 
RAx2 + RAy 2 ; RB = 
RBx2 + RBy 2 .
5.Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Н·м:
M 2 = 
M x22 + M y22 ; M 3 = M x3.
64
Пример расчетной схемы быстроходного вала конического одноступенчатого редуктора
Рис. 10.3
Дано: Ft1=3000 H; Fr1=522 H; Fa1=2420 H; Fм=720 Н; d1=54 мм; lБ=80 мм;
l1=34 мм, lм=42 мм.
1. Вертикальная плоскость:
а) определяем опорные реакции, Н:
∑ M |
x3 |
= 0; F |
d1 |
− F |
(l + l |
|
) − R |
l |
|
= 0 ; |
|
|
|
||||||||
|
a1 2 |
r1 |
1 |
Б |
|
Ay |
Б |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
F |
d1 |
|
− F |
|
(l |
|
+ l |
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
RАy = |
|
а1 |
|
|
|
|
r1 |
|
1 |
|
|
|
Б |
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
lБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
∑ M |
x2 |
= 0; F |
|
d1 |
− F l − R |
|
l |
|
= 0 ; |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
r1 1 |
|
|
|
By |
|
Б |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
d1 |
|
− F |
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
RBy = |
|
|
a1 |
|
|
|
|
r1 1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
lБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Проверка: ∑Y = 0; − RАy + RBy − Fr1 = 0 ; |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси X в |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
характерных сечениях 1…3, |
Н·м: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
M |
|
|
|
= F |
d1 |
; M |
|
|
= F |
|
d1 |
− F l ; M |
x3 |
= 0; |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
x1 |
|
|
|
a1 2 |
|
|
x2 |
|
|
|
|
|
a1 2 |
|
r1 1 |
|
|
|
|||||||||||||||
2. |
Горизонтальная плоскость: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
а) определяем опорные реакции, Н: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
∑ M y3 = 0; Ft1(l1 + lБ) − RAxlБ + Fмlм = 0 ; |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
RAx = |
Ft1(l1 + lБ) + Fмlм |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
∑ M y2 = 0; Ft1l1 − RBxlБ + Fм (lм + lБ) = 0; |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
RBx = |
Ft1l1 + Fм(lм + lБ) |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Проверка: ∑ X = 0; |
Ft1 − RAx + RBx − Fм = 0 ; |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
в характерных сечениях 1…4, |
|
|
Н·м: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
M y1 = 0; M y2 = Ft1l1; M y4 = 0; M y3 = −Fмlм. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. |
Строим эпюру крутящих моментов, Н·м: M к = M z = |
Ft1 × d1 |
. |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
2
4. Определяем суммарные радиальные реакции, Н:
RA = 
RAx2 + RAy 2 ; RB = 
RBx2 + RBy 2 .
5.Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Н·м:
M 2 = 
M x22 + M y22 ; M 3 = M y3.
66
Пример расчетной схемы быстроходного вала червячного одноступенчатого редуктора
Рис. 10.4
Дано: Ft1=1100 H; Fr1=1820 H; Fa1=4900 H; Fм=531 Н; d1=80 мм; lБ=200 мм;
lм=44 мм.
1. Вертикальная плоскость:
а) определяем опорные реакции, Н:
∑ M |
3 |
= 0; − R |
l |
|
+ F |
d1 |
− F |
lБ |
= 0 ; |
|
2 |
|
|||||||
|
|
Ay |
Б |
a1 |
r1 2 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
67 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
F |
|
|
d1 |
− F |
lБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
RАy = |
|
а1 2 |
r1 2 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
lБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
∑ M |
1 |
= 0; F |
lБ |
+ F |
|
d1 |
− R |
l |
|
= 0 ; |
|
|
|
|||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
r1 2 |
|
а1 |
|
By |
Б |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
F |
|
lБ |
+ F |
|
d1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
R |
By |
= |
|
r1 2 |
a1 2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
lБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Проверка: ∑Y = 0; |
|
RBy − Fr1 − RAy = 0 ; |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
б) строим |
эпюру |
изгибающих |
моментов |
относительно оси X в |
||||||||||||||||||||||||
характерных сечениях 1…3, |
Н·м: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
M x1 = 0; M x2 |
= −RAy |
lБ |
; M x3 = 0; M x2 |
= RBy |
lБ |
. |
||||||||||||||||||||||
2 |
2 |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2.Горизонтальная плоскость а) определяем опорные реакции, Н:
∑ M |
3 |
= 0; F |
lБ |
− R |
|
|
|
l |
|
+ F l |
|
= 0 ; |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
lБ |
t1 2 |
|
|
|
|
|
|
|
Ax |
Б |
|
|
|
|
м |
м |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
F |
+ F |
|
l |
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
RAx = |
t1 |
2 |
|
|
|
м |
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
lБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
∑ M |
1 |
= 0; − F |
lБ |
− R |
l |
|
|
+ F (l |
|
+ l |
|
) = 0; |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
lБ |
t1 2 |
|
|
|
|
|
|
|
Bx |
Б |
|
|
м |
|
м |
|
Б |
|
|||||||||
|
|
− F |
|
+ F |
м |
(l |
м |
+ l |
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
RBx = |
t1 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
lБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Проверка: ∑ X = 0; |
− Ft1 + RAx − RBx + Fм = 0 ; |
|||||||||||||||||||||||||||||
б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в |
||||||||||||||||||||||||||||||
характерных сечениях 1…4, |
|
|
|
Н·м: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
M y1 = 0; M y2 = −RAx lБ 
2; M y4 = 0; M y3 = −Fмlм.
3.Строим эпюру крутящих моментов, Н·м: M к = M z = Ft1 d1 
2 .
4.Определяем суммарные радиальные реакции, Н:
RA = 
RAx2 + RAy 2 ; RB = 
RBx2 + RBy 2 .
5.Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Н·м:
M 2 = 
M x22 + M y22 ; M 3 = M y3.
68
11. Проверочный расчет подшипников
Пригодность подшипников определяется сопоставлением расчетной
динамической грузоподъемности Ср с грузоподъемностью предварительно выбранного подшипника С, либо сопоставляются расчетная долговечность
Lhр с требуемой для данного устройства Lh. При этом должны соблюдаться неравенства:
Ср £ С или Lhр ³ Lh.
Динамическая грузоподъемность подшипников представляет собой такую постоянную радиальную нагрузку, которую подшипник сможет выдержать до возникновения усталостного разрушения рабочих поверхностей в течение одного миллиона оборотов внутреннего кольца.
Грузоподъемность подшипника (С, Н) связана с его долговечностью
(Lh, в часах) зависимостью:
C = P |
|
60nL |
1/ |
|
|
h |
|
||
106 |
||||
э |
|
|
m |
или L = |
10 |
6 |
|
C |
|
m |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
, |
(11.1) |
|||
|
|
|
|
|||||
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60n |
Pэ |
|
|
|||
где Рэ – эквивалентная динамическая нагрузка, Н; n – частота вращения соответствующего вала; m = 3 – для шарикоподшипников и
m = 10/3 – для роликоподшипников.
Эквивалентная нагрузка Рэ для однорядных радиальных шарикоподшипников и радиально-упорных шарико- и роликоподшипников:
Рэ = (XVFr + YFa)KδKт ; |
(11.2) |
для радиальных подшипников с короткими цилиндрическими роликами:
Рэ = VFrKδKт ;
для упорных шариковых и роликовых подшипников:
Рэ = FaKδKт ,
T, °C
Kт
где Fr – радиальная нагрузка, действующая на подшипник, Н; |
|
||||||
Fa – |
осевая нагрузка, действующая на подшипник, Н; |
|
|
||||
Х – |
коэффициент радиальной нагрузки; |
|
|
|
|||
Y – коэффициент осевой нагрузки; |
|
|
|
|
|||
V – |
коэффициент, учитывающий вращение колец; при вращении |
||||||
внутреннего кольца V = 1,0; при вращении наружного кольца V = 1,2; |
|||||||
Кδ – |
коэффициент безопасности (табл. 11.1); |
|
|
|
|||
Кт – |
температурный коэффициент. |
|
|
|
|
||
|
≤100 |
125 |
150 |
175 |
200 |
225 |
250 |
|
1,0 |
1,05 |
1,10 |
1,15 |
1,25 |
1,35 |
1,4 |
69
Коэффициенты Х и Y зависят от отношения осевой нагрузки
подшипника к радиальной Fa /Fr, от величины коэффициента влияния осевого нагружения е, а для некоторых типов подшипников дополнительно от отношения осевой нагрузки подшипника к его статической
грузоподъемности Fa/Co.
Т а б л и ц а 11.1. Значение коэффициента безопасности Кб и требуемой долговечности подшипников Lh
Машина, оборудование и характер нагрузки |
-3 |
Кб |
|
Lh·10 |
|
Спокойная нагрузка (без толчков): ленточные транспортеры, |
3÷8 |
1÷1,1 |
работающие под крышей при непылящем грузе, блоки |
|
|
грузоподъемных машин |
|
|
Легкие толчки. Кратковременные перегрузки до 125 % от расчетной |
|
|
нагрузки: |
8÷12 |
1,1÷1,2 |
- металлорежущие станки, элеваторы, внутрицеховые конвейеры, |
||
редукторы со шлифованными зубьями, краны электрические, |
|
|
работающие в легком режиме, вентиляторы; |
10÷25 |
1,2÷1,3 |
- машины для односменной работы, эксплуатируемые не всегда с |
||
полной нагрузкой, стационарные электродвигатели, редукторы |
|
|
Умеренные толчки и вибрации. Кратковременные перегрузки до |
|
|
150 % от расчетной нагрузки: |
20÷30 |
1,3÷1,4 |
- редукторы с фрезерованными зубьями 7-й степени точности, краны |
||
электрические, работающие в среднем режиме; |
40÷50 |
1,5÷1,7 |
- шлифовальные, строгальные и долбежные станки, центрифуги и |
||
сепараторы, зубчатые приводы 8-й степени точности, винтовые |
|
|
конвейеры, краны электрические |
|
|
Значительные толчки и вибрации. Кратковременные перегрузки до |
60÷50 |
1,7÷2 |
200 % от расчетной нагрузки: ковочные машины, галтовочные |
|
|
барабаны, зубчатые приводы 9-й степени точности |
|
|
При определении осевых нагрузок Fa, действующих на подшипник, пользуются следующими правилами.
Осевая нагрузка для радиальных подшипников равна внешней осевой силе, действующей на вал.
В радиально-упорных подшипниках при действии на них даже только радиальных нагрузок в подшипниках возникают осевые составляющие реакций:
для радиально-упорных шарикоподшипников
S = eFr ;
для конических роликоподшипников
S = 0,83eFr.
70
Формулы для определения осевых сил Fa1 и Fa2 для соответствующих схем нагружения подшипников приведены в табл. 11.2.
Результирующие осевые нагрузки каждого подшипника определяют с учетом действия внешней осевой нагрузки и осевых составляющих от радиальных нагрузок, приложенных к подшипникам 1 и 2.
Т а б л и ц а 11.2. Определение осевых сил Fa1 и Fa2.
Схема нагружения |
Соотношение |
Осевая |
подшипников |
Сил |
нагрузка |
Радиальные шариковые, установленные в распор |
|
|
Fa1 Fa2 |
S1 = 0; S2 = 0 |
Fa1 = FA |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fr1 FA F |
|
r2 |
|
|
|
|
|
|
FA ³ 0 |
Fa2 = FA |
|||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Радиально-упорные, установленные в распор |
|
|
|||||||||||||||||||||||
Fa1 Fa2 |
S1 ³ S2; |
Fa1 = S1 |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
FA ³ 0; |
|
Fr1 FA F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
r2 |
|
|
S1 < S2; |
Fa2 = S1 + FA |
|||||||||||||||||||||
S1 S2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
FA > S2 – S1 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Радиально-упорные, установленные в растяжку |
|
|
|||||||||||||||||||||||
Fa2 Fa1 |
|
|
|
|
S1 £ S2; |
Fa1 = S2 – FA |
|||||||||||||||||||
Fr2 FA Fr |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
FA £ S2 – S1 |
Fa2 = S2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S2 S1 |
|
|
|||||||||||||||||||||||
Обычно для обеих опор вала применяют подшипники одного типа и одного размера, поэтому подбор подшипников производят по более нагруженной опоре. Иногда из соотношения радиальных и осевых нагрузок нельзя заранее сказать, какая опора более нагружена. В этом случае параллельно для обеих опор определяют эквивалентные динамические
нагрузки Рэ1 и Рэ2, по которым и определяют более нагруженную опору. Таким образом, исходными данными для подбора подшипников
являются: радиальная нагрузка (радиальная реакция опоры) – Fr, Н; внешняя
осевая сила, действующая на вал – FA, Н; частота вращения кольца – n, об/мин; диаметры посадочных поверхностей вала, которые берут из
проектного расчета валов – dп, мм; требуемая долговечность подшипника – Lh, ч; условия работы подшипников.
71
Выбор подшипников ведут в следующей последовательности:
1. Для предварительно выбранного типа подшипника из табл. П2-П5 выписывают следующие данные:
|
для шариковых радиальных и радиально-упорных – значения базовых |
|||||||||||
динамической С и статической Со грузоподъемности; |
контакта a ³ 18° – в |
|||||||||||
|
для шариковых радиально-упорных с углом |
|||||||||||
дополнение к С из табл. 11.3 значения коэффициентов Х, Y и е; |
|
|
|
|||||||||
|
для конических роликовых – из табл. П4-П5 значения С, Y и е. |
|
|
|||||||||
|
|
Т а б л и ц а 11.3. Значения X, Y и e для шарикоподшипников |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип подшипника |
|
|
|
Подшипники |
Подшипники двухрядные |
|
|
|||||
|
|
|
однорядные |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Α |
|
iFa/Cor |
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
|
Fa/(V·Fr) > e |
Fa/(V·Fr) ≤ e |
Fa/(V·Fr) > e |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
X |
Y |
X |
Y |
X |
|
Y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,014 |
|
2,30 |
|
|
|
|
2,30 |
|
0,19 |
|
|
|
0,028 |
|
1,99 |
|
|
|
|
1,99 |
|
0,22 |
Радиальный |
|
|
0,056 |
|
1,71 |
|
|
|
|
1,71 |
|
0,26 |
|
|
0,084 |
|
1,55 |
|
|
|
|
1,55 |
|
0,28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
0° |
|
0,110 |
0,56 |
1,45 |
1,0 |
0 |
0,56 |
|
1,45 |
|
0,30 |
|
|
|
0,170 |
|
1,31 |
|
|
|
|
1,31 |
|
0,34 |
|
|
|
0,280 |
|
1,15 |
|
|
|
|
1,15 |
|
0,38 |
|
|
|
0,420 |
|
1,04 |
|
|
|
|
1,04 |
|
0,42 |
|
|
|
0,560 |
|
1,00 |
|
|
|
|
1,00 |
|
0,44 |
|
|
|
0,014 |
|
1,81 |
|
2,08 |
|
|
2,94 |
|
0,30 |
-упорный |
|
|
0,029 |
|
1,62 |
|
1,84 |
|
|
2,63 |
|
0,34 |
|
|
0,057 |
|
1,46 |
|
1,69 |
|
|
2,37 |
|
0,37 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
0,086 |
|
1,34 |
|
1,52 |
|
|
2,18 |
|
0,41 |
|
12° |
|
0,110 |
0,45 |
1,22 |
1,0 |
1,39 |
0,74 |
|
1,98 |
|
0,45 |
Радиально |
|
|
0,170 |
|
1,13 |
|
1,30 |
|
|
1,84 |
|
0,48 |
|
|
0,290 |
|
1,04 |
|
1,20 |
|
|
1,69 |
|
0,52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
0,430 |
|
1,01 |
|
1,16 |
|
|
1,64 |
|
0,54 |
|
|
|
0,570 |
|
1,00 |
|
1,16 |
|
|
1,62 |
|
0,54 |
|
26° |
|
- |
0,41 |
0,87 |
1 |
0,92 |
0,67 |
|
1,41 |
|
0,68 |
|
36° |
|
- |
0,37 |
0,66 |
1 |
0,66 |
0,60 |
|
1,07 |
|
0,95 |
|
П р и м е ч а н и я: 1. Коэффициенты |
Y и e |
для промежуточных |
значений |
||||||||
отношения iFa/Cor определяются интерполяцией.
2.i – число рядов тел качения. При α=0° во всех случаях принимают i=1.
2.Определяют осевые составляющие S и осевые силы Fa.
72
3. Для шариковых радиальных и радиально-упорных с углом контакта
α<18 рассчитывают отношение Fa/Co и в зависимости от полученного значения по табл. 11.3 находят значение е.
4. Рассчитывают отношение Fa/(VFr) и сравнивают его с е:
а) при Fa/(VFr) > e для шарикоподшипников Х и Y выбирают в
зависимости от е, а для конических роликовых подшипников принимают Х = 0,4; Y=0,4ctgα;
б) при Fa/(VFr) ≤ e Х = 1, Y = 0, т.е. принимается, что осевая нагрузка по сравнению с радиальной не оказывает влияния на работу подшипника.
5.Вычисляют эквивалентную динамическую радиальную нагрузку по формуле (11.2).
6.По формулам (11.1) определяют расчетные значения грузоподъемности и долговечности и сравнивают их с базовыми.
Если расчетная долговечность окажется значительно больше требуемой по заданию, то долговечность подшипника можно уменьшить:
а) переходом из средней серии в легкую или особо легкую серию данного типа подшипника;
б) переходом из данного типа подшипника в другой, менее грузоподъемный, например, вместо радиально-упорных шариковых применять радиальные шариковые.
Если расчетная величина Lh ранее выбранных подшипников средней серии меньше требуемой, то можно увеличить долговечность подшипника:
а) переходом из средней серии в тяжелую данного типа подшипника не изменяя диаметра;
б) переходом из данного типа в другой, более грузоподъемный, например, вместо шариковых принять роликовые подшипники.