Задача № 2
Определить осевые
реакции
и
в опорах вала 1, 2 (см. рис.), если в них
установлены роликовые конические
подшипники 7308А, между опорами вала
расположена косозубая шестерня с осевой
компонентой силы зацепления
Н, известны значения радиальных реакций
опор
Н,
Н.
Решение
П
о
таблице 24.16 [2] выбираем параметры
подшипника 7308: величину динамической
грузоподъемностиС= 80,9 кН; статической
грузоподъемности
кН; параметр осевого нагруженияe
= 0,35.
О
пределяются
внутренние осевые силы в подшипниках
S1= 0,83
e
Н;
S2= 0,83
e
Н.
Решается уравнение равновесия вала и два неравенства
;
;
.
Выполняется анализ представленных выражений:
I
вариант: пусть
Н,
тогда
Н, что меньше чем
Н, т.е. этот вариант не проходит.
I
I
вариант: пусть
Н,
тогда
Н, что больше чем
Н, т.е. этот вариант удовлетворяет.
Ответ:
Н;
Н.
Задача № 3
Определить
эквивалентную динамическую нагрузку
для шарикового радиального однорядного
подшипника 206, на который действуют
радиальная сила
Н и осевая сила
Н. Условия работы подшипника: спокойная
нагрузка; вращается внутреннее кольцо
подшипника; температура подшипника
менее 100оС.
Решение
По таблице 24.10 [2] находим для подшипника 206: С = 19500 Н; С0 = 10000 Н.
Определяется параметр eосевого нагружения, для этого находится отношение
.
Затем по таблице
16.5 [1] для отношения
определяется значениеe= 0,3.
Находятся коэффициенты X, Y радиальной и осевой сил, для этого определяется отношение
.
Поскольку
> (e
= 0,3), то по таблице 16.5 [1] для e
= 0,3 определяются Х
= 0,56; Y
= 1,45.
Рассчитывается эквивалентная динамическая нагрузка
Н.
Ответ: 2290 Н.
Задачи для самостоятельного решения по разделу 3.2
Задача № 1
Подшипник скольжения
диаметром d
= 40 мм и длиной l
= 50 мм испытывает радиальную нагрузку
кН при частоте вращенияn
= 264 об/мин. Зазор в подшипнике от 0,01 мм
до 0,12 мм. Для цапфы вала предусматривается
средняя высота микронеровностей до 0,1
мкм, для вкладышей – 2,0 мкм. Какова
величина наименьшей толщины смазочного
слоя из масла индустриальное 30 и надежно
ли разделены трущиеся поверхности?
Ответ: наименьшая толщина слоя 6 мкм, запас надежности по толщине слоя 2,1 > [2].
Задача № 2
Можно ли заменить масло марки индустриальное 45 на масло турбинное 22 для обеспечения жидкостного трения в подшипнике скольжения, работающего при температуре 50 оС (при сохранении прочих параметров)?
Ответ: нельзя, т.к. масло турбинное при температуре 50 оС обладает более низкой вязкостью, а это уменьшит толщину масляного слоя ниже допустимой.
Задача № 3
Подшипник скольжения
диаметром d
= 40 мм и длиной l
= 50 мм испытывает радиальную нагрузку
кН при частоте вращенияn
= 264 об/мин. Зазор в подшипнике от 0,01 мм
до 0,12 мм. Для цапфы вала предусматривается
средняя высота микронеровностей до 0,1
мкм, для вкладышей – 2,0 мкм. Какова
величина наименьшей толщины смазочного
слоя из масла индустриальное 30 и надежно
ли разделены трущиеся поверхности?
Ответ: наименьшая толщина слоя 6 мкм, запас надежности по толщине слоя 2,1 > [2].
Задача № 4
Можно ли заменить масло марки индустриальное --- на масло турбинное 22 для обеспечения жидкостного трения в подшипнике скольжения, работающего при температуре 50 оС (при сохранении прочих параметров)?
Ответ: нельзя, т.к. масло турбинное при температуре 50 оС обладает более низкой вязкостью, а это уменьшит толщину масляного слоя ниже допустимой.
Задача № 5
О
пределить
осевые реакции в опорах вала, если в них
установлены шариковые радиально-упорные
подшипники 46208 с углом наклона линии
контакта
.
На вал (см. рис.) действует внешняя
радиальная сила
Н.
Ответ:
Н.
Задача № 6
Как изменится
долговечность радиальных однорядных
шариковых подшипников вала зубчатого
редуктора, если при одной и той же
передаваемой мощности вдвое уменьшить
частоту вращения вала (рабочая частота
вращения вала n
>>10 об/мин).
Ответ: в 4 раза.
Задача № 7
Вал зубчатого
редуктора вращается с частотой n
= 5 об/мин. Подобрать однорядный шариковый
радиальный подшипник, если радиальная
нагрузка на подшипник составляет
Н, а длительность работы при постоянном
режиме принята 1670 часов. Диаметр цапфы
вала равенd
= 80 мм; режим работы спокойный; коэффициент
надежности Р(t)
= 0,9; вращается внутреннее кольцо
подшипника; температура подшипника t
100 оС.
Ответ: подшипник 306.
Задача № 8
Вал опирается на
роликовые конические подшипники с углом
конусности
,
установленные врастяжку. Радиальные
реакции в опорах равны
Н и
Н.
На валу установлено
зубчатое коническое колесо, которое
создает осевую силу
Н, направленную в сторону опоры 1 (см.
эскиз к задаче № 5).
Определить расчетные
осевые силы
и
действующие на подшипники.
Ответ:
Н;
Н.
Задача № 9
При ремонте
редуктора на одной из опор вала, на
которую действовала лишь радиальная
сила
Н, вместо шарикового однорядного
подшипника 208 установили роликовый
радиальный подшипник 2208 с короткими
цилиндрическими роликами. Как при этом
измениться долговечность подшипника,
если прочие условия эксплуатации не
изменились и можно принять:Кб
= 1; V
= 1; Кт
= 1.
Ответ: долговечность подшипника опоры увеличилась в 1,83 раза.
Задача № 10
Определить
эквивалентную динамическую нагрузку
радиального однорядного шарикоподшипника
при переменном режиме нагружения: режим
I
–
кН и
млн. оборотов; режимI
I
–
кН и
млн. оборотов; режимIII
–
кН и
млн. оборотов.
Принять для всех трех режимов нагружения Кб = 1,0; V = 1; Кт = 1,0.
Ответ: эквивалентная динамическая нагрузка равна 1,59 кН.
Задача № 11
Как измениться
средняя величина радиальной силы
,
действующей на шарикоподшипник, если
типовой режим нагруженияII
был заменен на типовой режим IV?
Ответ: уменьшится в 1,26 раза.
Список литературы
1. Иванов М. Н. Детали машин / М.Н.Иванов, В.А.Финогенов – 10-е изд., иппр. – М.: Высшая школа, 2006 – 408с.: ил.
2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. – М.: Машиностроение, 2007.
3. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. – М.: 2007. – 542 с.
4. Федякин Р.В., Чесноков В.А. Расчет цилиндрических передач Новикова и фрикционных передач. М., 1982. – 114 с.
5. Пронин Б.А., Ревков Г.А. Бесступенчатые клиноременные и фрикционные передачи. М., 1980. – 320 с.
6. Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. для студентов втузов / Под ред. В.А. Финогенова. – 6-е изд., перераб. – М.: Высш. шк., 1998. – 383 с.
7. Ицкович Г.М. и др. Сборник задач и примеров расчета по курсу детали машин. – М. Машиностроение, 1965. – 327 с.