- •3. Заклепочные соединения
- •4. Резьбовые соединения
- •5. Шпоночные соединения
- •6. Зубчатые (шлицевые) соединения
- •7. Соединение деталей посадкой с натягом (прессовые соединения)
- •Механические передачи
- •8. Ременные передачи
- •9. Цепные передачи
- •9.1. Общие сведения_____________________________________________91
- •10. Фрикционные передачи
- •10.1. Общие сведения____________________________________________98
- •11. Зубчатые передачи
- •11.1. Общие сведения___________________________________________107
- •12. Передача винт—гайка______________________________________146
- •13.1. Общие сведения___________________________________________148
- •14. Подшипники качения
- •15. Муфты
- •Введение
- •Основные понятия и определения
- •Соединения
- •2. Сварные соединения
- •2.1. Общие сведения о сварных соединениях
- •2.2. Конструктивные разновидности сварных соединений и типы швов
- •2.3. Расчет сварных соединений при осевом нагружении
- •2.4. Допускаемые напряжения для сварных соединений
- •2.5. Последовательность проектного расчета сварных соединений при осевом нагружении
- •2.6. Рекомендации по конструированию сварных соединений встык и внахлест
- •3. Заклепочные соединения
- •3.1. Образование заклепочного шва
- •3.2. Достоинства, недостатки и применение заклепочных соединений
- •3.3. Краткие сведения о материалах заклепочных соединений
- •3.4. Расчет на прочность элементов заклепочного шва
- •3.5. Допускаемые напряжения для заклепочных соединений
- •3.6. Последовательность проектного расчета прочных заклепочных швов при осевом нагружении
- •3.7. Рекомендации по конструированию заклепочных швов
- •4. Резьбовые соединения
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Момент завинчивания, кпд и условие самоторможения
- •4.3. Расчет резьбовых соединений при различных случаях нагружения
- •4.4. Порядок проектирования резьбовых соединений
- •5. Шпоночные соединения
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Проверочный расчет шпоночных соединений
- •5.3. Материал шпонок и допускаемые напряжения
- •5.4.Последовательность проверочного расчета шпоночных соединений
- •5.5. Рекомендации по конструированию шпоночных соединений
- •6. Зубчатые (шлицевые) соединения
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Разновидности зубчатых соединений
- •6.3. Проверочный расчет зубчатых соединений
- •6.4.Последовательность проверочного расчета зубчатых соединений
- •Последовательность расчета:
- •7. Соединение деталей посадкой с натягом (прессовые соединения)
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Проверка прочности деталей цилиндрического соединения
- •Механические передачи
- •8. Ременные передачи
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Основы расчета ременных передач
- •8.3. Кинематические параметры
- •8.4. Геометрические параметры передачи
- •8.5. Силы и силовые зависимости
- •8.6. Потери в передаче и кпд
- •8.7. Допускаемые полезные напряжения в ремне
- •8.8. Нагрузка на валы и опоры
- •8.9. Расчет ременных передач по тяговой способности
- •8.10. Расчет ременных передач на долговечность
- •8.11. Последовательность расчета плоскоременных передач
- •8.12. Последовательность расчета клиноременных передач
- •9. Цепные передачи
- •9.1. Общие сведения
- •9.2. Кинематика цепной передачи
- •9.3. Основные геометрические соотношения в цепных передачах
- •9.4. Усилия в ветвях цепи
- •9.5. Нагрузка на валы звездочек
- •9.6. Расчет цепной передачи на износостойкость
- •9.7. Последовательность расчета цепных передач
- •10. Фрикционные передачи
- •10.1. Общие сведения
- •10.2. Цилиндрическая фрикционная передача
- •10.3. Расчет на прочность цилиндрических фрикционных передач с гладкими катками
- •10.4. Расчет по нагрузке на единицу длины контактной линии
- •10.5.Последовательность проектного расчета фрикционных передач
- •10.6. Рекомендации по конструированию фрикционных передач
- •11. Зубчатые передачи
- •11.1. Общие сведения
- •11.2. Цилиндрические зубчатые передачи
- •11.3. Конические зубчатые передачи
- •11.4. Червячные передачи
- •12. Передача винт-гайка
- •13. Валы и оси
- •13.1. Общие сведения
- •13.2. Проектный расчет валов
- •13.3. Уточненный расчет валов
- •14. Подшипники качения
- •14.1. Общие сведения и классификация
- •14.2. Виды повреждений, критерии работоспособности и расчета
- •14.3. Подбор подшипников по динамической грузоподъемности с (по заданному ресурсу или долговечности)
- •14.4. Проверка и подбор подшипников по статической грузоподъемности
- •14.5. Особенности расчета нагрузки радиально-упорных подшипников
- •15. Муфты
- •15.1. Муфты глухие
- •15.2. Муфты компенсирующие жесткие
- •15.3. Муфты упругие
- •Список литературы
14.4. Проверка и подбор подшипников по статической грузоподъемности
Эквивалентная динамическая нагрузка Р растет с уменьшением ресурса, и не имеет ограничения. Фактически нагрузка ограничена потерей статической прочности, или так называемой статической грузоподъемностью. Статическую грузоподъемность используют для подбора подшипников при малой частоте вращения п < 1 мин-1, когда число циклов нагружений мало и не вызывает усталостных разрушений, а также, если необходимо, для проверки подшипников, рассчитанных по динамической грузоподъемности. Условие проверки и подбора
Р0≤С0) (14.5)
где Р0 – эквивалентная статическая нагрузка; С0 – статическая грузоподъемность.
Под статической грузоподъемностью С0 понимают такую статическую нагрузку, которой соответствует общая остаточная деформация тел качения и колец в наиболее нагруженной точке контакта, равная 0,0001 диаметра тела качения. Под нагрузкой понимают радиальную для радиальных и радиально-упорных подшипников, осевую для упорных и упорно-радиальных. Значения С0 указаны в каталогах для каждого типоразмера подшипника.
Эквивалентная статическая нагрузка
P0=X0Fr+Y0Fa, но не меньше, чем Р0 = Fr, (14.6)
где Fr – радиальная нагрузка; Fa – осевая нагрузка; Х0 – коэффициент радиальной статической нагрузки; Y0 – коэффициент осевой статической нагрузки. Последние коэффициенты выбирают по справочникам.
14.5. Особенности расчета нагрузки радиально-упорных подшипников
Эти особенности связаны с наклоном контактных линий на угол ос к торцовой плоскости подшипника (см. рис. 14.1 – 3,5 и рис. 14.3). На рис. 14.3 в качестве примера изображены конструктивная а и расчетная б схемы для подшипников вала конической шестерни (см. рис. 11.14).
Нагрузки в зацеплении перенесены на ось вала: , , где Ft, Fr и Fa – определяются по формулам (11.39). Нагрузка на конце вала – Fм.
Радиальные нагрузки подшипников Frl и Fr2 определяют по двум уравнениям равновесия: F = 0 и M = 0. Следует отметить, что Fr1 и Fr2 приложены в точках пересечения контактных нормалей с осью вала. Расстояние между этими точками зависит от схемы расположения подшипников и значения угла а. Если каждый подшипник на рис. 14.3 развернуть в плоскости чертежа на 180° с соответствующим изменением положения упорных буртиков, то точки приложения сил Frl и Fr2 сместятся внутрь, расстояние между ними уменьшится, а силы Frl и Fr2 возрастут – неблагоприятный вариант.
Для определения двух осевых нагрузок Fal и Fa2 имеем только одно уравнение Fх = 0 или
Fa-Fa1+Fa2=0 (14.7)
В общем случае Fal Fa2, поэтому для решения необходимо рассмотреть дополнительные условия. Наклон контактных линий в радиально-упорных подшипниках приводит к тому, что радиальные нагрузки Fr вызывают внутренние осевые силы S, которые стремятся раздвинуть кольца подшипника в осевом направлении (рис. 14.3, в).
Рис. 14.3. Расчетная схема для радиально-упорных подшипников
Этому препятствуют упорные буртики вала и корпуса с соответствующими реакциями Fal и Fa2. При этом должны быть соблюдены условия Fal≥S1 и Fa2≥S2, (14.8) иначе кольца раздвинутся (расчет сил S см. дальше).
Кроме того, для решения задачи принимают, что в одном из подшипников осевая сила равна минимально возможной по условию нераздвигания колец, то есть Fal = получим
Fa2=Sl-Fa (14.9)
и если при этом Fa2 ≥ S2, то осевые силы определены правильно.
Если Fa2 < S2, то принимают Fa2 = S2 и находят
(14.10)
При этом обязательно выполняется условие Fal ≥ , так как при Fal = было Fa2 < S2, а при увеличении Fa2 должна увеличиваться и Fal [см. уравнение (14.7)].
Значение сил S зависит от типа подшипника, угла а и условий сборки или регулировки подшипников. Если подшипники собраны с большим зазором, то всю нагрузку воспринимает один или два ролика. При этом (рис. 14.3, в) St = , где i – в общем случае номер опоры.
Большие зазоры приводят к быстрому разрушению подшипников и поэтому недопустимы. Обычно устанавливают зазоры, близкие к нулю. В этом случае под нагрузкой находится примерно половина тел качения, а суммарная осевая составляющая:
Si = eFri – для радиально-упорных шариковых,
Si = 0,83 eFri – для конических роликоподшипников, (14.11) где е – параметр осевой нагрузки выбирается по справочникам в зависимости от типа подшипника (см. табл. 14.1).