Расчёт работоспособности подшипников качения.

Пригодность подшипника, установленного в опоре, оцениваем по динамической С и статической грузоподъёмности зависимо от требуемой долговечности.

Требуемая долговечность работы подшипника, при теоретических нагрузках:

LN=18250 часов.

Реальные нагрузки подшипника учитываем эквивалентной либо по степени воздействия на работоспособность подшипника динамической либо статической нагрузкой.

Для круговых и радиально-упорных подшипников под эквивалентной динамической Расчёт работоспособности подшипников качения. нагрузкой Р понимают такую постоянную круговую нагрузку, которая при приложении её к подшипнику качения с вращающимся внутренним кольцом и недвижным внешним обеспечивает такую долговечность подшипника, которую он будет иметь при нагружении и вращении в критериях эксплуатации.

P=(x*υ*Fr+y*Fa)*kT*kδ, где

x – коэффициент круговой нагрузки;

υ – коэффициент Расчёт работоспособности подшипников качения., учитывающий какое кольцо крутится (для внутреннего 1);

Fr – круговая нагрузка на подшипник;

y – коэффициент осевой нагрузки;

Fa – осевая нагрузка на подшипник с учётом осевой составляющей от деяния круговой нагрузки;

kT – коэффициент, учитывающий температуру подшипника (при t<100ºC, kT=1);

kδ – коэффициент безопасности (нагрузка с лёгкими толчками и краткосрочными перегрузками до 125% номинальной Расчёт работоспособности подшипников качения. нагрузки, kδ=1,1).

Fr2=Ft2*tgα=61,1*tg20º=22,2 H

Горизонтальная плоскость:

ΣMA=0, Fr3*43–Fr2*27=0, Fr3=13,9 H;

ΣMB=0, Fr1*43+Fr2*16=0, Fr1=–8,3 H;

Вертикальная плоскость:

ΣMA=0, Ft2*27–Fa1*43=0, Fa1=38,3 H;

ΣMB=0, Ft2*16+Fa3*43=0, Fa3=–22,7 H;

;

.

Дальше расчёт будем вести для более нагруженного подшипника (правого – В).

Осевые составляющие:

S=e*Fr=0,57*16,2=9,2 H, где

e=0,57 – вспомогательный коэффициент Расчёт работоспособности подшипников качения..

Тогда x=0,43; y=1,00.

Результирующая осевая нагрузка:

Fa= Fa'+S=44,5+9,2=53,7 H.


Эквивалентная динамическая нагрузк а:

PB=(0,43*16,2+1,0*53,7)*1,1=66,7 H.

Динамическая грузоподъёмность:

, где

fd=3 –эмпирический коэффициент динамического нагружения;

fn=0,288 – коэффициент частоты вращения.

Нами был избран подшипник 201 ГОСТ 8338-75.

С<Сподш

Долговечность подшипника:

.

Припас долговечности:

.

Срок службы подшипников достаточен.


2.6. Расчёт работоспособности вала.

В итоге проектировочного расчёта обусловили поперечникы вала Расчёт работоспособности подшипников качения.. Проверочный расчёт валов проводится на статическую и усталостную крепкость, также на жёсткость и колебания.

Основными нагрузками на валы являются силы в зубчатых передачах. Воздействие веса вала и насаженных деталей в данной передаче не учитываются. Силы трения в подшипнике также не учитываются.

2.6.1. Расчёт на статическую крепкость.

Проводится в Расчёт работоспособности подшипников качения. целях предупреждения пластических деформаций.

1. Определим окружные, круговые и осевые силы, действующие на ведущий вал от зубчатой передачи.

Цилиндрическая передача:

Fr1=Ft1*tgα=61,1*tg20º=22,2 H

Т1, Т2 – вращающие моменты на валах

d1, d2 – поперечникы валов

α – угол зацепления в обычном сечении

Горизонтальная плоскость:

ΣMA=0, RBX*75–Fr1*30=0, RBX=8,9 H;

ΣMB=0, RAX*75–Fr1*45=0, RBX=13,3 H;

Вертикальная плоскость Расчёт работоспособности подшипников качения.:

ΣMA=0, RBY*75–Rt1*30=0, RBY=24,4 H;

ΣMB=0, RAY*75–Rt1*45=0, RAY=36,7 H;

;

.


2. Строим эпюры изгибающих и вращающих моментов.


МY1=Ft1*Y1 Y1=30 =1833 Н*мм

МY2=RBY*Y2–Ft(Y2–45) Y2=75 =0 Н*мм

МX2=RBX*X1 X1=30 =666 Н*мм

МX2=RBX*X2–Fr(X2–45) X2=75 =0 Н*мм

Наибольшее значение суммарно изгибающего момента:

Эквивалентный момент:

Определим Расчёт работоспособности подшипников качения. допустимый поперечник вала:

, где

[σ]=50…60 мм – допустимое напряжение при извиве.

Из конструктивных суждений был принят вал, поперечник которого 12 мм.

12>7,6 мм, означает, статическая крепкость вала обеспечена.

2.6.2. Расчёт на усталостную крепкость.

Условие прочности имеет вид:

, где

[S]=2,5…3 – требуемый коэффициент припаса прочности;

Sσ, Sτ – коэффициенты припаса, соответственно, по обычным и касательным напряжениям;

;

τ-1=200 МПа, σ-1=320 МПа – пределы Расчёт работоспособности подшипников качения. выносливости материала вала при извиве и кручении с симметричным знакопеременным циклом нагружения;

σа, τа и σm=0, τm=0 – амплитудные и средние напряжения циклов обычных и касательных напряжений;

σа=МИ/0,1d3=779/0,1*123=4,5; τа=T/0,2d3=1100/0,2*123=3,2

ψσ=0,1, ψτ=0,05 – коэффициенты, учитывающие воздействие неизменной составляющей цикла на вялость вала;

kσ=2, kτ=1,9 – действенные коэффициенты компенсации напряжений при извиве;

εσ=0,87, ετ – масштабные причины Расчёт работоспособности подшипников качения.;

β=0,4…2,8 – коэффициент поверхностного упрочнения.

Тогда:

.

Условие прочности производится.


2.6.3. Расчёт валов на жёсткость.

Различают изгибную и крутильную твердость.

Изгибная жёсткость обеспечивается при выполнении критерий:

f≤[f] и θ≤[θ], где

[f]=0,02 и [θ] – допустимые прогибы и углы наклона упругих линий валов.

Крутильная жёсткость оценивается углом закручивания:

, где

G=8*1010 – модуль сдвига;

Ip=0,1d4=0,1*0,0124=2073,6*10-6 – полный момент инерции.

Прогиб Расчёт работоспособности подшипников качения. в месте воздействия силы:

[f]=0,02>0,004

Жёсткость вала обеспечина.


2.7. Расчёт шпоночных соединений.


Шпонка 4×4×12 ГОСТ 23360-78.

Призматическая шпонка рассчитывается на смятие и на срез.

Из условия прочности на смятие рассчитывается часть шпонки, выступающая из вала:

σсм [σсм]

σсм – напряжение смятия;

[σсм]=30..50 МПа – допустимое напряжение;

T – вращающий момент на валу;

lp Расчёт работоспособности подшипников качения.=l–b=12–4=8 мм – рабочая длина шпонки.

Крепкость на смятие обеспечена.

Условие прочности на срез:

τср [τср]

[τср]=100 Мпа, означает крепкость шпонки на срез обеспечена.

Припас прочности:

.


raschyot-udarnogo-toka-pri-avarijnom-rezhime.html
raschyot-usilitelya-moshnosti.html
raschyot-velichini-i-dinamiki-sobstvennogo-oborotnogo-kapitala.html