10. Расчет и выбор подшипников качения

10.1 Расчет и выбор подшипников качения быстроходного вала коническо-цилиндрического редуктора

По принятому диаметру выбирается конический, радиально-упорный подшипник легкой серии по ГОСТ 27365-87. Выписывают его номер и размеры и заносят данные в таблицу 28.[2,4,8]

Таблица 28

№ Т= С= В= D= а=r= r1= e= С0r= Cr =

Диаметр буртика d_Бб=d_Б+3r

где r–координата фаски подшипника.

Подшипники устанавливают по схеме «врастяжку» (широкими торцами наружных колец подшипников внутрь). Для конических радиально-упорных подшипников точка приложения реакции смещается, и ее положение определяется расстоянием а, измеренным от широкого торца наружного кольца (рис.37)

.

Ширина буртика b=m_te

Расстояние а₁ измеряется от середины зуба шестерни до точки приложения реакции.Расстояние _. Для конической вал-шестерни схему установки подшипников выбирают «врастяжку» (рис. 36).

Рис. 36. Схема установки подшипников «врастяжку»

Рис.37. Быстроходный вал

Радиальные нагрузки в опорах А и Б определяется по эпюрам расчета валов.

Например:

; 1200 Н; 900 Н;

; 1800 Н; 1000 Н; 1400 Н.

, – осевые составляющие радиальной нагрузки для радиально-упорных подшипников;

и соответственно ; ,

где е – коэффициент осевого нагружения для конических радиально-упорных подшипников.

Значения е даны в табл. и выбираются по номеру подшипника (рис. 38)

Рис. 38. Подшипник

радиально-упорный

Для № 7206	Для № 7306
30 мм; 62 мм; 17,5 мм; 16мм	30 мм;72 мм; 21 мм; 19 мм
Грузоподъемность:
38 кН, 25,5 кН	52,8 кН, 39 кН
Коэффициенты нагрузки
0,37; Y=1,6	0,31, Y=1,9

Расчетная динамическая грузоподъемность:

,

где – эквивалентная динамическая нагрузка в опоре;

n – частота вращения вала n =960(мин^–1);

L_10h – расчетная долговечность;

p – коэффициент степени для конических подшипников; p = 3,33.

,

где К =365·0,72 – число рабочих дней в году (263 дня);

К₁– срок службы привода;

К₂ – количество смен;

К₃ – количество рабочих часов в смену при сроке службы 5 лет в двухсменном режиме по 7 часов.Значения этихкоэффициентов приводятся в задании курсового проекта.

263·5·2·7 = 18340 часов.

Эквивалентная динамическая нагрузка в опоре.

;

где V –коэффициент вращения, при вращающемся внутренним кольцеV = 1, наружном V = 1,2;

X – коэффициент радиальной нагрузки, выбирается по отношению ;

– радиальная нагрузка в опоре;

Y – коэффициент осевой нагрузки;

– осевая нагрузка в опоре;

– коэффициент безопасности для редукторов принимают = 1,3;

– коэффициент температурный при t до 100º = 1.

Осевые нагрузки в опорах определяют по условию равновесия сил:

.

Осевая сила в опоре А: ; в опоре Б: по схеме

нагружения (см. рис. 36).

В зависимости от режимов работы, нагрузки и умножают на коэффициент режима работы – (табл. 29).

Таблица 29

Значения коэффициента режима работы

Режим работы	0	I	II	III	IV	V
	1,0	0,8	0,63	0,56	0,5	0,4

Режим работы указан в задании для IV = 0,5.

Радиальная нагрузка в опоре А:

1500·0,5=750 Н.

Радиальная нагрузка в опоре Б:

2059·0,5=1029,5

Осевая сила, действующая от зацепления в конической передаче:

Н.

Осевые составляющие:

Н;

Н.

Осевая нагрузка в опоре А: Н.

Осевая нагрузка в опоре Б: Н.

Для опоры А отношение при значении>0,37; для подшипников радиально-упорных конических – , .

Для опоры Б отношение <0,37 при этом отношении значение коэффициентов Xи Y остаются прежними, по номеру подшипника.

Эквивалентная нагрузка определяется по формуле:

Н.

Требуемая грузоподъемность:

Н.

Так как расчетный коэффициент грузоподъемности меньше базового >22051, то подшипник 7206 пригоден.

Базовая долговечность:

мм/об;

ч.

Базовая долговечность больше требуемой долговечности 105600>18340.

Для регулировки зазора в подшипниках на валу предусмотрен резьбовой участок длиной 12...15 мм и диаметром меньше чем диаметр вала под подшипником. Внутреннее кольцо подшипника фиксируется шлицевой гайкой ГОСТ 11871-88 и шайбой ГОСТ 11872-79

Комплект вала с подшипниками устанавливается стакан (рис. 39).

Рис. 39. Эскиз стакана

В случае, когда выходной конец быстроходного вала имеет коническую форму и размеры (рис. 40).

Рис. 40. Конический конец вала

dδ = dcр= l1 = l2 = t1 = t2 = b = h =

Толщина стенки:δ= 6…8 мм; толщина фланца:δ₂ = 1,2; высота упорного буртика:t = (1,3…1,5); D₁; D₂и диаметр отверстия подвинт согласовать с размерами крышки.

Крышка подшипника.

Отверстия под подшипники закрывают сквозной крышкой. Крышку конструируют по аналогии со стандартной, увеличив D₁и D₂ на 2δ.

Размеры стандартной крышки приведены на рис.41.

Рис.41.Крышки подшипников

Размеры крышек занести в таблицу 30.

Таблица 30

Параметры крышек

D

B

D1табл

D2табл

D3

d

d1

H

h

h2

l

b1

n

S

Крышки подшипника крепятся к корпусу винтами ГОСТ 11738-84. Под головку винта устанавливается шайба ГОСТ 6402-70. В гнездо сквозной крышки устанавливается манжета, которая выбирается по диаметру вала.