Подшипники качения. Выбор типа подшипников. Выбор схемы расположения подшипников. Расчёт подшипников качения. Конструирование подшипниковых узлов, страница 4

Каталоги наиболее распространённых подшипников качения приведены в прил. А. В каталогах приведены (в мм): d-  внутренний диаметр внутреннего кольца подшипника, D– наружный диаметр наружного кольца,  В – ширина подшипника, r – размер фаски, s – толщина кольца, damin – минимально допускаемый диаметр вала из условия нормального упора в бурт вала, Damax - максимально допускаемый диаметр корпусной детали из условия нормального упора в бурт крышки или кольца.

Дополнительно для роликовых конических подшипников, в которых кольца смещены друг относительно друга в осевом направлении, приведены размеры: Т – осевой габарит, b – ширина наружного кольца, а размер В соответствует ширине внутреннего кольца подшипника.

Пример 1. Подобрать радиальные однорядные шарикоподшипники вала цилиндрического редуктора по схеме рис. 1, а (конструкция представлена на рис. 2 и 3). Исходные данные: радиальные нагрузки Fr1= 4,4 кН; Fr2= 2,8 кН, осевая нагрузка Fа= 1,8 кН, диаметр шейки d= 35 мм, частота вращения п = 240 об/мин, ресурс Lh= 10000 ч, класс нагрузки Н 0,8.

Решение. Подшипники рассчитаны методом пробного подбора.

1) Подшипник 2 принят плавающим, так как он воспринимает меньшую радиальную нагрузку. Расчёт проведен для более нагруженного фиксированного подшипника 1, воспринимающего полную осевую и бóльшую радиальную нагрузку.

2) Приняты радиальные однорядные шарикоподшипники лёгкой серии 207 с параметрами d´ D´ В = 35 ´ 72 ´ 17; С = 25,5 кН; С0 = 13,7 кH (прил. А).

3) По отношению Fa/C0 = 1,8/13,7 = 0,13 найден по интерполяции коэффициент осевого нагружения е = 0,32 [11]. Отношение Fa/ Fr1 = 1,8/ 4,4 = 0,41 > е. Коэффициенты для фиксированного подшипника 1: X= 0,56,   Y = 1,4 [11].

4) Эквивалентная нагрузка при V = 1, Кб = 1,4 и Кт = 1 [11]:

Р = КHЕ (XVFr1 + YFa)Kб =0,8·(0,56×4,4 + 1,4×1,8)×1,4 = 5,58 кН.

5)Потребная динамическая грузоподъёмность при вероятности неразрушения Р = 0,9 (a = 1)

    Вывод. Условие (7) не выполнено.

6)Приняты подшипники более тяжёлой средней серии 307 с параметрами d´ D´ В = 35 ´ 80 ´ 21; С = 33,2 кН; С0 = 18 кH (прил. А).

7)По отношению Fa/C0 = 1,8/18 = 0,1 найден по интерполяции коэффициент е = 0,3. Отношение Fa/ Fr1 = 1,8/ 4,4 = 0,41 > е. Коэффициенты X= 0,56,   Y = 1,45 [11].

8)Эквивалентная нагрузка при V = 1, Кб = 1,4 и Кт = 1:

Р1э = КHЕ (XVFr1 + YFa)Kб = 0,8·(0,56×4,4 + 1,45×1,8)×1,4 = 5,68 кН.

9)Потребная динамическая грузоподъёмность

     Вывод. Условие (7) выполнено. Для обеих опор приняты подшипники 307.

10)Ресурс выбранного подшипника в более нагруженной опоре 1

 > [10000 ч].

Вывод. Ресурс выбранного подшипника превышает заданный ресурс.

Пример 2. Подобрать роликоподшипники плавающего вала цилиндрического редуктора по схеме рис. 1, б (конструкция представлена на рис. 4). Исходные данные: радиальные нагрузки Fr1= 2,8 кН; Fr2= 4,4 кН, диаметр шейки d= 35 мм, частота вращения п = 240 об/мин, ресурс Lh= 10000 ч, класс нагрузки Н 0,8.

     Решение. Подшипники рассчитаны прямым подбором.

1)Расчёт проведен для наиболее нагруженного радиальной нагрузкой подшипника 2.  Эквивалентная нагрузка при V = 1, Кб = 1,4 и Кт = 1:

Р = КHЕFr2Kб = 0,8×4,4×1,4 = 4,9 кН.

2)Потребная динамическая грузоподъёмность

3)Приняты роликоподшипники лёгкой серии 2207 с параметрами d´ D´ В = 35 ´ 72 ´ 17; С = 31,9 кН; С0 = 17,6 кH (прил. А).

    Вывод. Условие (7) выполнено. Для обеих опор приняты подшипники 2207.

4)Ресурс выбранного подшипника в более нагруженной опоре 2

 ч > [10000 ч].

     Вывод. Ресурс выбранного подшипника превышает заданный ресурс.

Пример 3. Подобрать конические роликоподшипники вала конической шестерни по схеме рис. 1, в «враспор» (конструкция представлена на рис. 6). Исходные данные: радиальные нагрузки Fr1= 2 кН; Fr2= 4 кН, осевая нагрузка Fа= 2,5 кН, диаметр шейки d= 45 мм, частота вращения п = 250 об/мин, ресурс Lh= 8000 ч, класс нагрузки Н 0,8.

Решение. Подшипники рассчитаны прямым подбором.

1)Принят угол контакта a = 12°, тогда коэффициент осевого нагружения е = 1,5 tga = 0,319 (табл. 2).

2)Осевые составляющие

S1 = 0,83eFr1= 0,83×0,319×2 = 0,53 кН;  S2 =0,83×0,319×4 = 1,06 кН.

3)Результирующие осевые нагрузки [11]:

Fa1 = Fa+ S2 = 2,5 + 1,06 = 3,56 кН; Fa2 = S2 = 1,06 кН.