Вопрос 47. Расчетные схемы валов и осей.

Вал рассматривается как балка на двух опорах – подшипниках. Силы, действующие на вал со стороны насаженных на него деталей, условно считают сосредоточенными и приложенными по серединам длин ступиц.

Н

а валы действуют:

а) силы внутри опор: в зацеплениях зубчатых (червяч.) передач F_t, F_r, F_a; от др.передач и устр-в;

б) консольные нагрузки на входных и выходных концах от ременных, цепных, зубчатых передач и др. деталей; от муфт F_M (радиальная сила) в связи с несоосностями соединяемых валов.

в) вращающий момент Т;

г) изгибающие моменты M_a от эксцентрично приложенных осевых сил F_a: M_a = 10^-3F_ar, H·м, где r = d/2 – радиус (плечо) приложения силы F_a.

Подшипник, восприним. только радиальную нагр-ку, заменяют шарнирно-подвижной опорой 1.

Подш., воспринимающий радиальную и осевую нагрузки – шарнирно-неподвижной опорой 2.

Условную опору (точку 0 приложения сил реакций) располагают на середине радиальных подшипников качения (рис. а) или со смещением а (рис. б) от внешнего торца подшипника для радиально-упорных подшипников (обоснование см. в разделе подшипников качения). У валов на подшипниках скольжения (рис. в) давление по длине l подшипника распределено неравномерно вследствие деформации вала.

48. Расчеты валов на прочность и на жесткость.

Жесткость валов определяется при изгибе условиями работы передач и подшипников.

Изгибную жесткость валов оценивают прогибом f и углом поворота Q сечения или оси вала.

f – прогиб в точке действия изгибной силы F

a,b – расстояние от точки приложения силы до каждой из опор

E – модуль упругости материала оси или вала

- осевой момент инерции сечения оси или вала

[f] – допускаемый прогиб

49. Классификация подшипников качения(пк).

Назначение ПК: поддерживать вращающиеся валы и оси в пространстве, обеспечивая им возможность вращения или качения и воспринимать действующие на них нагрузки.

ПК состоят из: Наружного кольца, Внутреннего кольца, Сепоратора, Тела качения (шарики,ролики).

Выбирают ПК с учетом:

• Величины и напряжения действующей нагрузки;

• Частоты вращения подшипника (вала);

• Конструкторских особенностей узла машины;

• Стоимости подшипника.

Классификация подшипников:

1. По форме тел качения:

• Роликовые: – Шариковые

-длинные;

-конические;

-бочкообразные;

-игольчатые;

-цилиндрические короткие.

2. По направлению воспринимаемой нагрузки:

• Радиальные;

• Радиально-упорные;

• Упорные.

3. По числу рядов качения:

• Однорядные;

• Двухрядные;

• Многорядные.

4. По способу самоустановки:

• Несамоустанавливающиеся;

• Самоустанавливающиеся.

5. Подшипники для отверстия одного диаметра подразделяют на размерные серии по радиальным габаритным размерам:

• Сверхлегкую;

• Особолегкую;

• Легкую;

• Среднюю;

• Тяжелую.

6. По ширине ПК различают:

• Узкие;

• Нормальные;

• Широкие.

50. Расчет статистической и динамической грузоподъемности подшипников качения(ПК).

ПК с частотой вращения n<1 мин^-1 рассчитывают и подбирают по статистической грузоподъемности С в соответствии с Р₀≤С₀, где Р_0- эквивалентная нагрузка на подшипник.

Р₀= X₀*F_r+Y₀+F_a, где

F_r ,F_a-радиальная и осевые нагрузки ПК

X₀ ,Y₀- коэф. радиальной и осевой нагрузок

Значения допускаемой статистической грузоподъемности указывают в справочниках по подшипникам.

Расчетную долговечность подшипника L_h в часах определяют по динамической грузоподъемности с , указываемых в справочниках и по рассчитанной эквивалентной нагрузке Р_э.

Р_э=(X*V*F_r+Y*F_a)*K_σ*K_T-для радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников(ШП)

Х,У - коэф. радиальной и осевой шарико- и ролико- подшипниковой нагрузок;

V – коэф. вращения;

F_r, F_a - радиальная и осевые нагрузки;

K_{σ –} коэф. безопасности;

K_T – температурный коэф.

Подшипники с короткими цилиндрическими роликами - эквивалентная нагрузка рассчитывается:

Р_э= V*F_r* K_σ*K_T