Пример подбора подшипников

Будем считать, что подшипники тихоходного вала конического редуктора установлены по схеме, когда осевая сила F_a действует на опору А, поэтому (см. рисунок 5):

> 0,22,

Вследствие этого, принимаем установку вала на радиально-упорных конических роликоподшипниках средней серии с условным обозначением 7308, для которых: d= 40мм, D= 90 мм, T_max= 25 мм, C= 59,8 кН, e = 0,278 (таблица 9).

Осевые составляющие реакций подшипников определим по формулам:

Н;

Н;

Находим суммарные осевые нагрузки (таблица 10):

Так как S_A> S_B и F_a=520 H > 0, то

F_{a A}=S_A= 274 H, а F_{a В}= S_A+F_a = 274+520 = 794 H;

Для опоры А отношение:

< е = 0,278,

где V= 1, т.к. вращается внутреннее кольцо подшипника;

Следовательно, коэффициенты радиальной и осевой нагрузок для опоры А: Х=1; Y=0 (таблица 9).

Для опоры В:

> е,

Тогда коэффициенты радиальной и осевой нагрузок для опоры В: Х= 0,4; Y= 2,158 (таблица 9).

Эквивалентную динамическую нагрузку для каждой опоры определим по формуле:

,

где К_б- коэффициент безопасности, К_б = 1,4;

К_т - температурный коэффициент, К_т = 1.

Следовательно, для опор А и В соответственно:

Н;

Долговечность наиболее нагруженной опоры определим по формуле:

,

где а₁ – коэффициент надежности: при вероятности безотказной работы равной 90% - а₁ = 1;

а₂₃ – коэффициент, характеризующий влияние на долговечность особых свойств металла деталей подшипника и условий его эксплуатации: для роликовых подшипников– а ₂₃ = 0,6;

n – частота вращения вала на котором установлены подшипники: согласно кинематическому расчету привода - n=380 мин^-1;

С- динамическая грузоподъемность принятого подшипника,

С= 59,8 10³Н (таблица 9.);

К- показатель степени: для роликовых подшипников - 3,33;

- допустимое значение долговечности подшипников, ч.

ч > ч.

Полученное значение долговечности очень сильно превышает допустимое значение (в 26 раз), что является существенным недостатком выбора подшипников.

Принимая во внимание указанное обстоятельство, назначим конические подшипники 7208 легкой серии, для которых: d= 40мм, D= 80 мм, T_max= 20 мм, C= 41,6 кН, e = 0,383 (таблица 9).

Тогда

Н;

Н;

Так как S_A> S_B и F_a=520 H > 0, то

F_{a A}=S_A= 378,2 H, а F_{a В}= S_A+F_a = 378,2+520 = 898,2 H;

Для опоры А отношение:

< е = 0,383

Для опоры В:

> е,

Коэффициенты радиальной и осевой нагрузок для опоры В: Х= 0,4; Y= 1,565 (таблица 9).

Тогда

Н;

Долговечность наиболее нагруженной опоры:

ч > ч.

Оставляем конические подшипники 7208 легкой серии, однако, принимая во внимание расчетное значение долговечности, следует считать целесообразным использование даже подшипников сверхлегкой серии.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочные таблицы к расчетам деталей машин

Таблица 1. Муфты упругие втулочно-пальцевые (ГОСТ 21424-75)

Размеры в мм.

d

, Нм

nmax,   мин^-1

D

L

B

B1

D1

Пальцы

Втулка

dп

lп

Резьба

z

DB

lB

1-4

М8

1-4

М8

1-5

М10

30-38

1-5

М10

40-45

М12

48-55

2-6

М12

60-65

М12

70-75

2-8

М16

80-95

2-10

М24

56,5

Таблица 2. Шпонки призматические (ГОСТ 23360-78)

Размеры в мм.

Диаметр вала d	Сечение шпонки b×h	Глубина паза
вала t1	втулки t2
10…12	4×4	2,5	1,8
13…17	5×5		2,3
18…22	6×6	3,5	2,8
23…30	8×7		3,3
31…38	10×8		3,3
39…44	12×8		3,3
45…50	14×9	5,5	3,8
51…58	16×10		4,3
59…65	18×11		4,4
66…75	20×12	7,5	4,9
76…85	22×14		5,4
86…95	25×14		5,4
96…110	28×16		6,4
111…130	32×18		7,4

Пример условного обозначения шпонки:

сечение b×h=18×11, длина 100 мм – Шпонка 18×11×100 ГОСТ 23360-78

Таблица 3. Шпонки сегментные (ГОСТ 24071-80)

Размеры в мм.

Диаметр вала D	Сечение шпонки b×h×d	Глубина паза
вала t1	втулки t2
10…12	3×6,5×16	5,3	1,4
13…14	4×6,5×16		1,8
15…16	4×7,5×19		1,8
17…18	5×6,5×16	4,5	2,3
19…20	5×7,5×19		2,3
21…22	5×9×22		2,3
23…25	6×9×22	6,5	2,8
26…28	6×10×25	7,5	2,8
29…32	8×11×28		3,3
33…38	10×13×32		3,3

Таблица 4. Коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении

Фактор концентрации напряжений
Шпоночный паз	1,7	1,4
Шлицы	1,0	1,0
Посадка с гарантированным натягом	2,4	1,8
Резьба	1,8	1,2

Таблица 5. Масштабные факторы изгиба и кручения

Диаметр вала в опасном сечении, мм.	Для углеродистых сталей	Для легированных сталей
менее 30	0,91	0,89	0,83	0,89
30…40	0,88	0,81	0,77	0,81
более 40	0,84	0,78	0,73	0,78

Примечание: В условном обозначении легированных сталей после цифрового значения стоят заглавные буквенные знаки (за исключением одиночных букв Л и Г в углеродистых сталях – соответственно литейная и повышенным содержанием марганца), указывающие на наличие определенных легирующих элементов. Например, сталь 40ХН - легированная сталь с содержанием углерода 0,4%, хрома и никеля каждого не более 1%.

Таблица 6. Шарикоподшипники радиальные однорядные

(ГОСТ 8338-75)

Таблица 7. Роликоподшипники радиальные с короткими

цилиндрическими роликами (ГОСТ 8328-75)

Динамическая эквивалентная нагрузка       Статическая эквивалентная нагрузка  

Условное обозначение подшипника	Размер, мм.	Динамическая грузоподъемность, С, кН	Статическая грузоподъемность, С0, кН
d	D	B
Легкая узкая серия
				11,6	7,2
				13,1	8,41
				16,9	11,12
					17,1
				32,9	23,4
				34,5	25,1
				37,8	28,45
				42,8	32,3
				53,8	42,1
Средняя узкая серия
				22,2	14,5
				29,6	20,2
				33,4	22,8
				40,2
				55,4
				63,8	46,6
				82,4	61,7
				98,1	75,7

Таблица 8. Шарикоподшипники радиально-упорные однорядные

(ГОСТ 831-75)

Таблица 9. Роликоподшипники конические однорядные (ГОСТ 333-71)

Таблица 10. Формулы для определения суммарных осевых нагрузок

Условия нагружения	Суммарные осевые нагрузки
SA ≥ SB; Fa ≥ 0 SA< SB; Fa ≥ SB - SA	Fa A= SA; Fa В = SA+ Fa
SA< SB; Fa ≤ SB - SA	Fa A= SВ - Fa; Fa В = SВ

Дата добавления: 2017-02-01