Задачи №№31-40. К решению этих задач следует приступить после изучения темы "Направляющие вращательного движения"

К решению этих задач следует приступить после изучения темы "Направляющие вращательного движения".

Решение этих задач рекомендуется выполнять в такой по­следовательности:

1. Определяют радиальные реакции для каждой опоры

Тип подшипника выбирают исходя из условий работы, дей­ствующих нагрузок и намечаемой конструкции подшипникового узла.

2. По табл. 19, ориентируясь на легкую серию, по диаметру вала под подшипник подбирают номер подшипника и выписывают характеризующие его данные:

2.1.Для шариковых радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников с углом контакта α<18° значения динамической С и статической С_ог ради­альных грузоподъемностей (табл. 19);

2.2.Для шарикового радиально-упорного с α ≥ 18° зна­чения С_г и по табл. 19 и значение коэффициента е;

2.3.Для конического роликового значения C_r, e и У.

3. Для шариковых радиально-упорных и роликовых конических подшипников определяют для обеих осевые составляющие R_s от радиальных сил R_r, а затем по формулам вычисляют расчетные осевые силы R_a. Задаются расчетными коэффициентами V, К_б и К_т в зависимости от условий работы.

4. Для шариковых радиальных и шариковых радиальноупорных подшипников с углом контакта α <18° определяют отношение по ГОСТу (табл. 19), принимают значение коэффициента е. Сравнивают отношение с коэффициентом е и принимают значения ко­эффициентов X и Y:

а) если ≤ е, то для любого типа подшипника, кроме двухрядного, принимают Х=1, У=0;

б) если > е для подшипников шариковых радиальных и радиально-упорных, то значения коэффициен­тов X и Y принимают по табл. 19.

в) при > е для конических роликовых подшипников принимают коэффициент Х=0,4 (значение Y принято ранее в п. 2.3)

5. Вычисляют эквивалентную динамическую нагрузку.

6. Определяют расчетную динамическую грузоподъем­ность подшипника С_{г расч} и оценивают пригодность на­меченного подшипника по условию

C_{r расч} ≤ C_r.

Если расчетное значение C_{r расч} больше значения базовой ди­намической грузоподъемности С_г для принятого подшипника, то переходят к более тяжелой серии или принимают другой тип подшипника (например, вместо шарикового - роликовый) и рас­чет повторяют. В отдельных случаях увеличивают диаметр цапфы вала с целью перехода на следующий типоразмер подшипника. В этом случае в конструкцию вала вносят изменения.

Если для обеих опор вала принимают подшипники одного типа и одного размера, то расчет и подбор подшипника ведут по наиболее нагруженной опоре. В этом случае уменьшается количе­ство типоразмеров подшипников в конструкции.

Пример 16

Для вала редуктора подобрать подшипники качения. На­грузка нереверсивная, спокойная. Рабочая температура подшип­никового узла не должна превышать 65°. Ресурс работы подшип­ника L_h=12·10³ ч. Величина осевой нагрузки F_a=570 H. Реакции опор R_AУ=1394 H, R_ВУ=2364 H, R_ax=2336 H, R_bx=335 H. Диаметр вала d_в=40 мм, угловая скорость вала ω=24,8 рад/с (рис. 25).

Рис. 25

Решение

1. Суммарные опорные реакции вала.

Для опоры А

R_rA = H= 2720 H;

Для опоры В

R_rB = H= 2390 H.

Из расчета следует, что более нагруженной является опора А, по которой и ведем дальнейший расчет подшипника.

2. Выбор типа подшипника. По условиям работы подшип­никового узла (небольшая угловая скорость, малая осевая нагрузка) намечаем для обеих опор наиболее деше­вый шариковый радиальный подшипник легкой серии 208 (табл. 19).

Характеристики подшипника. По табл. Для подшипника 208 базовая динамическая радиальная грузоподъемность С_r=25,1 кН, базовая статическая радиальная грузоподъ­емность С_ог= 17,8 кН.

3. Расчетные коэффициенты. В соответствии с условиями работы подшипника принимаем: V=l; Кб=1,3; Кт=1.

4. Коэффициент осевого нагружения е. При R_a=F_a вычис­ляем отношение

= = 0,032

По таблице 19 для подшипника 208 е = 0,23.

Коэффициенты радиальной и осевой нагрузок (X и Y).

Вычисляем отношение

= = 0,21 < e = 0,23,

тогда X=l;Y=0.

5. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка наи­более нагруженного подшипника (опора А)

R_E = (XVR_rВ + YR_a) · K_б K_т = (1 · 1 · 2720 + 0) · 1,3 · 1 = 3536 H.

6. Расчетная динамическая радиальная грузоподъемность подшипника:

С_{r расч} = R_E =3536 =

= 19,6 кН<С_г=25,1кН.

Следовательно, принятый подшипник 208 удовлетворяет за­данному режиму работы.