Подшипники качения. Выбор типа подшипников. Выбор схемы расположения подшипников. Расчёт подшипников качения. Конструирование подшипниковых узлов, страница 2

В цилиндрических косозубых редукторах при угле наклона зубьев b £ 15° возникают небольшие осевые силы, которые могут восприниматься радиальными шарикоподшипниками (схема на рис. 1, а), имеющими естественные бурты на дорожках качения колец подшипников. Осевая нагрузка F_aвоспринимается при этом только фиксированной опорой. Другая, «плавающая», опора воспринимает только радиальную нагрузку, обычно меньшую по величине, для облегчения перемещения этой опоры при тепловых деформациях.

           а)                                                        г)

б)                                                         д)

в)                                                         е)

Рис. 1. Схемы расположения подшипников

Вал с одной фиксированной и одной плавающей опорой называется фиксированным. В редукторах с раздвоенной ступенью и шевронных проектируют плавающие валы, например, по схеме рис. 1, б.

Для восприятия радиальной и значительной осевой нагрузки в червячных и конических редукторах используют радиально-упорные подшипники. Особенность таких конструкций – одностороннее восприятие осевой нагрузки. На рис. 1, в  изображена схема постановки конических роликоподшипников «враспор». Осевую нагрузку в данной схеме воспринимает подшипник 1. В каждом радиально-упорном подшипнике при действии радиальной нагрузки возникает осевая составляющая S, связанная с конструкцией подшипника, где поверхность контакта наклонена под углом контакта α к оси подшипника. Для роликоподшипников осевая составляющая

,                                                             (1)

где е – коэффициент осевого нагружения [11]; для радиально-упорных конических подшипников он приведен в табл. 2.

Таблица 2. Коэффициенты для радиально-упорных конических подшипников с углом контакта α = 12°

Для радиально-упорных шарикоподшипников (рис. 1, г), осевая составляющая

.                                                                    (2)

На рис. 1, г подшипники поставлены «врастяжку».  Результирующие осевые нагрузки определяют по учебнику [11]. Например, для схемы рис. 1, в при S₁ < S₂

.                                            (3)

В общем случае осевую нагрузку для подшипника, на который направлена осевая сила F_a, определяют суммированием, а осевая нагрузка другой опоры равна собственной осевой составляющей S. При выборе схемы расположения радиально-упорных подшипников («враспор» или «врастяжку») следует учитывать, что осевую нагрузку желательно направлять на менее нагруженный радиальной нагрузкой подшипник для уменьшения разницы в приведенных нагрузках на подшипники. Немаловажную роль также играет возможность использования принятого способа регулирования радиально-упорных подшипников, а также тот факт, что при постановке врастяжку повышается устойчивость вала от действия радиальных нагрузок за счёт бóльшего расстояния между точками их приложения.

Для длинных валов червяка (L > 350 мм) с целью компенсации тепловых деформаций используют схему рис. 1, д со сдвоенным (или двухрядным) радиально-упорным подшипником в одной опоре и радиальным подшипником в плавающей опоре. Подшипник в фиксированной опоре 2 рассматривают как двухрядный, а осевые составляющие Sне рассчитывают. Подшипниковые узлы червяков средних и тяжелых редукторов могут включать и упорные подшипники (рис. 1, е).

1.3. Расчёт подшипников качения

При проектировании машин подшипники качения не конструируют и не рассчитывают, а подбирают из каталогов стандартных типоразмеров по условным параметрам. В зависимости от частоты вращения п их подбирают (рассчитывают) по двум параметрам: динамическая грузоподъёмность С и статическая грузоподъёмность С₀, что соответствует критериям: контактная выносливость  и  статическая прочность.

По первому критерию расчёт ведут на долговечность по усталостному выкрашиванию при п > 1 об/мин (при п = 1...10 принимают п = 10 об/мин). Расчётным параметром является динамическая грузоподъёмность.