Проектный расчет подшипников качения

Выбор подшипников качения для опор валов машины производят по приведенной (эквивалентной) нагрузке на опору P_e и заданному базовому ресурсу долговечности подшипника L_10аh , соответствующему 90% – ной надёжности, по зависимости:

, (3.3)

где С_расч, С – расчетное и стандартное (из каталога подшипников)

зна­чения динамической грузоподъемности подшипника, соответственно; кН.

Эквивалентную динамическую нагрузку в ф. (3.3.) определяют по следующим зависимостям:

а) для радиальных однорядных и радиально–упорных шариковых и роликовых подшипников:

Р_е = (X ^.V ^.Рr + Y ^.Рa)×K_Т ×K_Б , (3.4)

б) для радиальных подшипников с короткими цилиндрическими роликами:

P_e = X ^.V ^.Рr × K_Т × K_б , (3.5)

в) для упорных шариковых и роликовых подшипников:

P_e = Y× Рa× K_t × K_б , (3.6)

где X, Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузки, соответственно;

V – коэффициент, учитывающий вращение колец (V=1,0 при вращении внутреннего кольца подшипника, V=1,2 при вращении наружного кольца) [4, с.344];

Рr, Рa – радиальная и осевая реактивные силы, действующие на наиболее нагруженную опору вала, соответственно;

К_б – коэффициент безопасности, учитывающий характер на­грузки на опору вала; К_б =1,0...3,0 [4, с. 344];

К_t – температурный коэффициент, учитывающий рабочую температуру подшипника; К_t = 1,0..1,4 [4, с. 344].

Конструкция радиально–упорных подшипников способствует возникновению в опорах вала осевых сил Si под действием радиальных нагрузок на подшипник.

Величина осевой силы Si , возникающей в опоре вала, зависит от типа подшипника, его размеров и радиальной нагрузки на опору R. Для радиальных и радиально–упорных шарикоподшипников (рис. 3.10, а) осевую составляющую S радиальной нагрузки на опору вала Ri вычисляют по формуле:

Si =e× Ri. (3.7)

Для конических роликоподшипников (см. рис. 3.10, б) осевую составляющую радиальной нагрузки на опору вала Ri вычисляют по зависимости:

Si = 0,83 ^.e×ri (3.8)

где е – коэффициент осевого силы, зависящий от угла контакта подшипника a.

Радиальная реакция G_r радиально–упорного подшипника приложена к валу в точке пересечения нормали к середине поверхности контакта тела качения с наружным кольцом подшипника и осевой линии вала, т.е. на расстоянии “k” от торца наружного кольца подшипника:

• для радиально–упорных шарикоподшипников (см. рис. 3.10, а):

k = 0,5[B+ 0,5(D + d)× tga]; (3.9)

• для конического подшипника (см. рис. 3.10, б):

k = 0,5[T+ e(D + d) /3] (3.10)

Таким образом, полная осевая реактивная нагрузка на рассчитываемый подшипник Рai зависит от типа подшипника (т.е. от силы Si), радиальной реакции опоры ri и осевой силы на вал Fa