6.Приклади приклад 6.1

Підібрати підшипники для вала колеса прямозубого циліндричного редуктора .

6.1.1. Вихідні дані:

(умови навантаження підшипників показані на рис.6.1).

Рис 6.1. Розрахункова схема до прикладу 6.1.

Сумарне радіальне навантаження на лівій (першій опорі)

на правій (другій) опорі ;

кутова швидкість внутрішнього кільця підшипника ;

строк служби підшипника L_h=10000 годин;

температура підшипникового вузла ;

діаметр цапфи вала d=50мм.

6.1.2. Визначимо потрібний тип підшипника з врахуванням умов навантаження та конструктивного виконання вузла.

Так як осьове навантаження в прямозубій циліндричній передачі відсутнє і підшипники вала зубчастого колеса будуть встановлені в литому чавунному корпусі, то слід вибирати радіальні підшипники (при F_a=0, див. табл.3.1).

Спочатку перевіримо можливість встановлення радіальних однорядних шарикопідшипників. Виберемо шарикопідшипники легкої серії № 210 ГОСТ 8338-75 та запишемо його техніко-економічні показники [12].

d=50мм; D=90мм; B=20мм;

C=27500H; С₀=20200H; n_гр=8000об/хв;

M=0,461кг. Ц=0,64грн.

6.1.3. Визначимо потрібну динамічну вантажопідйомність підшипників для даних умов навантаження, використовуючи формулу (3.2).

де- показник степені, для шарикових підшипників=3.

Номінальна довговічність підшипників.

Еквівалентне навантаження на кожний підшипник

_,

_{де Х – коефіцієнт радіального навантаження, який при відсутності осьового навантаження на опори дорівнює одиниці, Х1=Х2=1,0; (див.табл. 3.4.);}

- коефіцієнт безпеки, що враховує вплив характеру навантажень на довговічність підшипників.

Для підшипників, застосовуваних у зубчастих редукторах із зачепленням, виконаним за 7 або 8 ступені точності та при короткочасному перевантаженні до 150% від номінального навантаження:

Для розрахунків приймаємо.

K_t – температурний коефіцієнт, який приймаємо для заданих робочих температур підшипникових вузлів , =1,0.

Обчислимо еквівалентне навантаження для другого підшипника, як більш навантаженого

Тепер визначимо потрібну динамічну вантажопідйомність

Що менше табличного значення вибраного радіального шарикового підшипника №210 ГОСТ 8338-75 (С_табл.=27500H).

Номінальна довговічність вибраного підшипника становить:

або в годинах роботи

.

Остаточно приймаємо для вала колеса два підшипники №210 за ГОСТ 8338-75.

Приклад 6.2

Підібрати підшипники для вала редуктора з циліндричними косозубими колесами.

6.2.1. Вихідні дані:

(Умови навантаження та розміщення підшипників подано на рис 6.2).

Рис 6.2. Розрахункова схема до прикладу 6.2

Сумарне радіальне навантаження на першій (правій) опорі; сумарне радіальне навантаження другій (лівій) опорі;

осьова сила, що діє в зачепленні косозубих циліндричних коліс F_a=122H; діаметр цапфи вала d=30мм;

кутова швидкість обертання вала ;

строк служби підшипників L_h=10000 годин;

температура підшипникових вузлів .

6.2.2. Визначимо потрібний тип підшипників з врахуванням умов навантаження та конструктивного виконання підшипникових вузлів.

Визначимо спочатку величину співвідношення для лівої та правої опор

;

.

Так як співвідношення осьової сили до радіальної менше 0,35, а підшипники необхідно встановити в одному жорсткому литому корпусі редуктора, то згідно рекомендацій табл.3.1. як опори вала циліндричного косозубого редуктора можна прийняти конічні роликопідшипники або однорядні радіальні шарикопідшипники. Спочатку будемо орієнтуватись на підшипники легкої серії № 206 ГОСТ 8338-75, які мають такі техніко-економічні показники [12]:

d=30мм; D=62мм; B=16мм;

C=15300H; С₀=10200H; n_гр=12500об/хв;

M=0,205кг. Ц=0,40грн.

При установці вала на радіальних підшипників більш навантажений підшипник фіксують в осьовому напрямку зовнішнім кільцем, а менше навантажений розміщують у “плаваючому” положенні (див.рис.6.2.б).

6.2.3. Визначимо потрібну динамічну вантажопідйомність підшипників для даних умов навантаження.

Потрібну динамічну вантажопідйомність підшипників визначають за такою залежністю.

,

де показник степені для шарикопідшипників.

- потрібна довговічність підшипників, млн.. об.

- еквівалентне навантаження на підшипник ,H.

Для першої (правої) опори, що сприймає осьове навантаження, еквівалентне навантаження визначають за такою формулою:

,

а для другої (лівої) опори, що встановлена “плаваючою”

Для визначення коефіцієнтів радіального та осьового навантажень необхідно визначити параметре осьового навантаження. Спочатку визначимо співвідношення .

Для шарикових радіальних підшипників методом інтерполювання знаходимо е=0,2096, а коефіцієнт осьового навантаженняобчислимо співвідношеннящо меншее=0,2096.

Тоді згідно з рекомендаціями табл. 3.4. приймаємо Х₁=1; .

Визначимо еквівалентне навантаження для першої та другої опор, приймаючи такі значення складових опор:

температурний коефіцієнт (температура підшипникового вузла) та коефіцієнт безпеки (для помірних поштовхів та короткочасних перевантажень до 150%, що характерно для зубчастих редукторів усіх конструкцій при виготовленні зубів за 7 та 8 ступенях точності (табл.3.6.) приймаємоК_б=1,34.

Тоді Q₁=1,0 ·2650 ·1,4 ·1,0=3710 H;

Q₂=1,0 ·1330 ·1,4 ·1,0=1862 H.

Потрібну динамічну вантажопідйомність визначимо для правої (першої) більш навантаженої опори.

С_потр=3710 · 564^1/3 =3710· 8,26=30600 Н,

що більше табличного значення С_табл=15300Н. Підшипник середньої серії

№ 306 ГОСТ 8338-75 має динамічну вантажопідйомність С_табл=22000Н, що також недостатньо.

Необхідно прийняти підшипник важкої серії № 406 ГОСТ 8338-75, який має такі техніко-економічні показники.

d=30мм; D=90мм; B=23мм;

C=37200H; С₀=27200H; n_гр=8000об/хв;

M=1,17кг. Ц=1,15грн.

Номінальна довговічність такого підшипника буде

або

Остаточно приймаємо для установки вала редуктора з циліндричними косозубими колесами два підшипники №408 ГОСТ 8338-75.

Для варіанту розрахунку підшипників серії 7200 ГОСТ 333-79 (конічних радіально-упорних однорядних) скористуємось прикладом 6.6.