Виконання розрахунку підшипників.

Матеріали підшипників кочення призначаються з урахуванням високих вимог до твердості і зносостійкості кілець і тіл кочення.

Тут використовуються шарикоподшипникові високовуглецеві хромисті стали Шх15 і Шх15сг, а також цементовані леговані стали 18ХГТ і 20Х2Н4А.

Твердість кілець і роликів зазвичай HRC 60 ¸ 65, а у кульок трохи більше – HRC 62 ¸ 66, оскільки майданчик контактного тиску у кульки менший.

Досвідчений проектувальник може призначати конкретний тип і розмір підшипника, а потім робити перевірочний розрахунок. Проте тут потрібний великий конструкторський досвід, бо у разі невдалого вибору може не виконатися умова міцності, тоді потрібно буде вибрати інший підшипник і повторити перевірочний розрахунок.

Щоб уникнути численних " проб і помилок" можна запропонувати методику вибору підшипників, побудовану за принципом проектувального розрахунку, коли відомі навантаження, задана необхідна довговічність, а в результаті визначається конкретний типорозмір підшипника з каталогу.

Методика вибору складається з п'яти етапів.

1) Обчислюється необхідна довговічність підшипника виходячи з частоти обертання і заданого замовником терміну служби машини.

2) По знайдених раніше реакціях опор вибирається тип підшипника (радіальний, радіально-наполегливий, наполегливо-радіальний або наполегливий), з довідника знаходяться коефіцієнти радіального і осьового навантажень Х, У.

3) Розраховується еквівалентне динамічне навантаження.

4) Визначається необхідна вантажопідйомність C = P*L^{(1/? )}.

5) По каталогу, виходячи з необхідної вантажопідйомності, вибирається конкретний типорозмір (" номер") підшипника, причому повинні виконуватися дві умови:

- вантажопідйомність по каталогу не менш потрібної;

- внутрішній діаметр підшипника не менше діаметру валу.

Розрахунок на витривалість включає етапи:

- визначення зусиль, що діють на зубчасті колеса, розташування на валу;

- визначення радіальних і осьових реакцій на опорах валу кожній передач;

- визначення еквівалента динамічного навантаження на опорах валу кожної передачі;

- встановлення пробігу і коефіцієнт пробігу на кожній передачі;

- оцінка витривалості підшипника;

- встановлення ресурсу до капітального ремонту (км. пробігу).

Розрахунок необхідної динамічної вантажопідйомності

кгс, (3.15)

де R_n - розрахункове навантаження на підшипник з урахуванням роботи на різних передачах;

L₀ - планований пробіг до капітального ремонту агрегату (КПП);

Р - степенний показник. Р = 3 – для кулькових підшипників.

Чинник циклічності

(3.16)

Приведене навантаження при роботі на даній передачі

кгс

де Р - еквівалентне динамічне навантаження

К_б - коефіцієнт безпеки, що враховує вплив динамічних умов роботи;

К_Т - температурний коефіцієнт;

К_М - коефіцієнт поверхневої твердості.

Еквівалентне навантаження

кгс

де F_r, F_a - радіальна і сумарна осьова навантаження;

V - коефіцієнт обертання щодо вектора навантаження внутрішнього або зовнішнього кілець. Приймаю V = 1.2.

X, Y - коефіцієнти відповідно радіального і осьового навантажень.

Сили, що діють в зачепленні розраховані раніше, на підставі проведених розрахунків вибрали такі підшипники ДОСТ 8338-75, кульковий підшипник, встановлюємо на дану коробку передач, 4 підшипники, підшипник роликовий ДОСТ 8328-75:: 2 встановлюємо 2 підшипники.