- •Содержание
- •Введение
- •1. Выбор двигателя и кинематический расчет привода
- •2. Силовой расчет привода
- •3. Выбор типа зубь ев зубчатых передач
- •4. Выбор степени точности изготовления зубчатых колес
- •5. Выбор термообработки и материала для изготовления зубчатых колес и валов редуктора
- •6. Выбор способа получения заготовок для зубчатых колес и валов редуктора
- •7. Выбор вида финишной операции получения зубьев колес
- •8. Проектировочный расчет передачи по условию контактной выносливости зубьев колес
- •9. Проверочный расчет зубьев на контактную прочность.
- •10. Проверочный расчет зуб ьев на усталостную прочность при изгибе
- •11. Проверочный расчет зубьев на отсутствие остаточных деформаций при действии пиковых нагрузок
- •12. Геометрический расчет зацепления конической зубчатой передачи
- •13. Определение усилий в зацеплении зубчатых колес
- •14. Выбор типа и способа смазывания зубчатых колес
- •15. Выбор конструкции устройства для контроля уровня смазочного материала в корпусе редуктора
- •16. Расчет цепной передачи
- •17. Подбор муфты для соединения вала редуктора с электродвигателем
- •18 Определение диаметральных размеров каждого вала редуктора
- •18.1 Определение диаметральных размеров быстроходного вала редуктора.
- •18.2 Первый этап эскизной компоновки
- •18.3 Определение опорных реакций и построение эпюр внутренних силовых факторов вала, имеющего входной участок, на котором располагается звездочка.
- •19. Подбор подшипников для валов редуктора
- •19.1 Выбор типа подшипников
- •19.2 Выбор схемы установки подшипников в опорных узлах валов редуктора
- •19.3 Подбор подшипников для быстроходного вала редуктора
- •19.4 Подбор подшипников для тихоходного вала редуктора
- •20. Выбор смазки подшипников валов редуктора
- •21. Выбор уплотнений валов редуктора
- •22. Расчет подшипниковых крышек корпуса редуктора
- •23. Выбор конфигурации и определение размеров основных элементов зубчатых колес
- •24. Подбор посадок основных деталей редуктора
- •25. Выбор и расчет соединений каждого вала редуктора с размещаемыми на нем деталями передач
- •26. Выбор типа корпуса редуктора и определение размеров основных его элементов
- •27. Выбор вида основания для совместной с двигателем установки редуктора и определение его основных размеров
- •30. Список литературы
19. Подбор подшипников для валов редуктора
Подшипники – это опоры вращающихся или качающихся деталей. В состав подшипниковых узлов, кроме собственно подшипников, входят корпуса с крышками, а также крепежные. защитные и смазочные устройства.
По роду трения различают подшипники скольжения и качения. В современных машинах наиболее распространены подшипники качения. Это обусловлено их следующими достоинствами:
меньшие моменты сил трения и теплообразование;
значительно (5…10 раз) меньшие пусковые моменты;
малые осевые габариты;
незначительный расход смазочных материалов;
меньшая стоимость;
менее жесткие требования к материалу, термообработке и качеству поверхностей валов и посадочных отверстий корпусов, а также по уходу за подшипниковыми узлами в процессе эксплуатации машин;
значительно меньший расход цветных металлов.
19.1 Выбор типа подшипников
В конических редукторах применяют радиально-упорные роликовые подшипники, хотя по расчету на ресурс и по условиям компоновки в ряде случаев можно было бы применить обычные радиальные шарикоподшипники.
Однако жесткость шарикоподшипников невелика. В связи с этим, под нагрузкой валы в этом случае имели бы значительные перемещения, создающие слишком неблагоприятные условия зацепления зубьев колес конической или червячной передач.
Радиально-упорные роликовые однорядные подшипники предназначены для восприятия комбинированной (радиальной и односторонней осевой) нагрузки. В связи с этим, радиально-упорные подшипники монтируют на валах с соблюдением принципа зеркальной симметрии а их работа только при радиальных нагрузках (без внешних или монтажных осевых сил) не допускается.
Данные подшипники имеют разъемную конструкцию, причем внутреннее кольцо, сепаратор и конические ролики взаимно связаны, а наружное кольцо подшипников облегчает монтаж и демонтаж деталей подшипниковых узлов, однако, требует обеспечения возможности регулирования (при монтаже) величины зазоров в подшипниках.
Целью такой регулировки является создание в подшипниках зазоров такой величины, которая одновременно была бы достаточной и для предотвращения защемления тел качения между кольцами подшипников при температурных деформациях, и для обеспечения приемлемого радиального биения поверхности вала.
Более широкое распространение получили подшипники исполнения 7000
19.2 Выбор схемы установки подшипников в опорных узлах валов редуктора
При осевом фиксировании валов всегда надо стремиться к тому, чтобы вал с его опорами представляли собой статически определимую систему. Это обусловлено тем, что в статически неопределимых системах возможна значительная перегрузка опор силами, величины которых зависят от точности изготовления и монтажа деталей, температурных деформаций и не зависят от внешних условий нагружения. Указанные силы весьма трудно оценить, хотя по величине они могут во много раз превосходить внешнюю нагрузку. Для создания статической определимости одна из опор вала должна быть фиксированной, воспринимающей осевую нагрузку, а другая – "плавающей", свободной от осевой нагрузки. Однако в этом случае, при температурных деформациях вала, "плавающий" подшипник, перемещаясь под нагрузкой на величину температурного удлинения (укорочения) вала, быстро изнашивает посадочную поверхность отверстия подшипникового гнезда корпуса.
Валы будем фиксировать в двух опорах по схеме "враспор".
В рассматриваемой конструктивной схеме каждая из опор ограничивает осевое перемещение вала только в одном направлении. Для этого торцы внутренних колец обоих подшипников упирают в торцы буртиков вала (или в торцы других деталей, расположенных на валу). Внешние торцы наружных колец подшипников упирают в торцы подшипниковых крышек (или в торцы других деталей, установленных в посадочном отверстии подшипникового гнезда корпуса).
Основными достоинствами осевой фиксации валов по схеме "враспор" являются: возможность регулировки величины зазоров в двух опорах; простота конструкции и большая технологичность опор (для их конструктивного воплощения требуется меньшее количество деталей, а обработка посадочных отверстий подшипниковых гнезд может выполняться простейшим сквозным способом).
Недостатки ее следующие: более жесткие (по сравнению со схемами с плавающей опрой) допуски на размеры, так как погрешности этих размеров приводят к изменению величины "а" осевого зазора в опоре; возможность защемления вала в опорах, вследствие температурных деформаций подшипников, вала и корпуса редуктора; ограниченность расстояний между подшипниками и температурного интервала эксплуатации.
Чтобы избежать защемления вала в опорах, необходимо при сборке подшипниковых узлов редуктора обеспечивать условие а > δт , где δт – изменение осевых зазоров в опорах от температурных деформаций обоих подшипников, вала и корпуса редуктора.
Обычно определить расчетным путем величину δт весьма затруднительно, поэтому необходимую величину зазора "а" назначают на основании опыта эксплуатации аналогичных конструкций подшипниковых узлов. Регулировку собственной "осевой игры" радиальных подшипников не выполняют, а необходимую величину осевого зазора "а" рекомендуется (по опыту эксплуатации) назначать в следующих пределах: а = 0,5…1,0 мм – роликоподшипников.
Минимальное значение расстояния l между подшипниками составляет
lmin = 0,75D ,
где D – наружный диаметр подшипника.
При меньших значениях l резко падает угловая жесткость опор, возрастают прогибы вала и искажения положений размещенных на нем деталей.
В связи с малым отношением ширины колец подшипника к их диаметрам, его самоустановка без перекоса на валу или в отверстии корпуса затруднена. Для исключения перекоса подшипника необходимо обеспечить надежное базирование каждого из его колец.