Методические указания по подбору и расчету подшипников качения в курсовых проектах. Подбор и проверочный расчёт подшипника качения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет»

Кафедра деталей машин и прикладной механики

, ,

РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ПОДБОРУ И РАСЧЕТУ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

В КУРСОВЫХ ПРОЕКТАХ

Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет»

Оренбург 2004

ББК  34.445.72с

Ч 65

УДК 621.833(075.8)

Рецензент доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Детали машин и прикладная механика»     .

, ,

Ч 65   Расчет подшипников качения: Методические указания по подбору и расчету

подшипников качения в курсовых проектах для студентов немеханических специальностей. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004 - 15 с.

Методические указания предназначены для подбора и выполнения расчета радиальных и радиально-упорных (шариковых и конических) подшипников в курсовых проектах (работах) для студентов немеханическихспециальностей. Указания содержат методику расчета, необходимые формулы и весь справочный материал для выполнения расчетов.

ББК 34.445

Ó и др., 2004

Ó ГОУ ОГУ, 2004

Содержание

Введение................................................................................................. 4

1.Подбор и проверочный расчёт подшипника качения............. 5

1.1 Подбор подшипника качения......................................................... 5

1.2 Проверочный расчет подшипников качения по динамической грузоподъемности............................................................................. 5

1.2.1 Радиальный подшипник.......................................................... 7

1.2.2.Радиально-упорный подшипник............................................. 8

1.2.2.1. Шариковый подшипник...................................................... 8

1.2.2.2 Конический подшипник....................................................... 8

1.3. Подбор и проверочный расчет подшипников качения по статической грузоподъемности........................................................ 9

Литература........................................................................................... 11

Приложение А..................................................................................... 12

Введение

Подшипники качения нашлиширокое применение в машиностроении. Подбор и проверочный расчет их выполняется по динамической или статической грузоподъемности.

В методических указаниях дана последовательность подбора и расчета различных типов подшипников качения, приведены необходимые таблицы и рекомендации.

1.Подбор и проверочный расчёт подшипника качения

Окончательный подбор и расчет подшипников качения выполняют после проверочного расчёта вала и базируют на следующих критериях:

а) подбор и расчёт на статическую грузоподъёмность по остаточным деформациям;

б) подбор и расчёт на динамическую грузоподъёмность по усталостному выкрашиванию.

Расчеты по другим критериям не разработаны, так как они связаны с целым рядом случайных факторов, трудно поддающихся учёту.

При проектировании машин подшипник качения не конструируют, а подбирают из числа стандартных и выполняют проверочный расчет по эмпирическим формулам.

Подбор и расчёт подшипников качения выполняют по ГОСТ 18854-73 и ГОСТ 18855-73.

1.1 Подбор подшипника качения.

Подшипник качения выбирают по таблицам, зная диаметр вала под подшипником и действующие силы. Первоначально выбирают подшипник легкой серии и записывают параметры выбранного подшипника: внутренний диаметр (d), наружный диаметр (D), ширина (В), динамическая (С), статическая (С₀) грузоподъемности.

1.2 Проверочный расчет подшипников качения по динамической грузоподъемности

Проверочный расчет подшипников качения по динамической грузоподъемности выполняют для предупреждения усталостного разрушения (выкрашивания) при частоте вращения n1 мин ^-1 (в расчетах принимают n10 минˉ¹)

Динамическая грузоподъемность С и ресурс L связаны эмпирической формулой:

 или

где L - ресурс, млн. оборотов;

p - показатель степени, p =3 для шариковых подшипников, p =10/3=3,33 для роликовых;

С_р и С_таб- расчетная и табличная динамическая грузоподъемность. С_таб зависит от прочности материала, конструктивных особенностей и технологических характеристик подшипников;

Р - эквивалентная нагрузка, Н.

Ресурс подшипника L, млн. оборотов:

, где n - частота вращения вала, мин ^-1;

L_h - ресурс в часах (долговечность в часах).

Рекомендуемые минимальные долговечности подшипников:

L_h=10000 часов для зубчатых редукторов;

L_h=5000 часов для червячных редукторов.

Рекомендуемые значения L_h для машин и оборудования приведены в таблице А.1.

Эквивалентную нагрузку определяют:

а) для радиальных подшипников:

Р=F₂·V·k_б·k_т;

б) для радиально-упорных шарико - и роликоподшипников

P=(X·V·F_r+Y·F_a)·k_б ·k_т;

в) для упорных шариковых и роликовых подшипников:

Р=F_a ·k_б ·k_т;

где F_r, F_a- наибольшая активация и осевая нагрузка на опоре, Н;

Х и Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок (таблица А.5).

V – коэффициент вращения кольца.

V=1- при вращении внутреннего кольца.

V=1,2 - при вращении наружного кольца;

k_б - коэффициент безопасности (таблица А.1).

k_т - температурный коэффициент (таблица А.2).

В радиально-упорных подшипниках при действии на них радиальных нагрузок возникают осевые составляющие S от радиальных реакций, которые учитывают при расчете подшипника. Величину осевой составляющей определяют по формулам:

Для радиально-упорных подшипников: S=e·F_r

Для конических роликоподшипников: S= 0,83·e·F_r, где e – коэффициент осевого нагружения.

Значение коэффициента е выбирают по таблице А.5 в зависимости от отношения F_a/C_о, здесь C_о - статическая грузоподъёмность. В случаях, когда для предварительных расчётов радиально-упорных подшипников не достигает данных, величину е определяют по формулам:

Для радиально-упорных шарикоподшипников:

с углом контакта  α=12º

с углом контакта  α=15°

для радиально-сферических шарикоподшипников или конических роликоподшипников с углом контакта  α=12…16°:

e =1,5·tgα

Величины е, Y, X для радиальных и радиально-упорных шарикоподшипников с углом контакта  α<15° выбирают по таблице А.5 в зависимости от отношения осевой нагрузки F_а и статической