Подбор подшипников качения

При курсовом проектировании механических передач в качестве опор вращающихся деталей используют, как правило, стандартные подшипники качения – шариковые и роликовые.

1 Данные об условиях работы подшипников качения:

n – частота вращения, ч;

L_h – срок службы, ч;

L – долговечность, млн. об.;

F_r – радиальная нагрузка, Н;

F_a – осевая нагрузка, Н.

2 Справочные данные коэффициентов [4] для заданных условий работы под­шипников качения:

f_h – коэффициент долговечности;

f_n – коэффициент, определяемый по частоте вращения;

V – коэффициент вращения;

K_d – коэффициент динамический (безопасности);

K_t – коэффициент, учитывающий влияние температурного режима работы на долговечность подшипника.

3 Справочные данные предварительно назначенного подшипника по диаметру концов вала.

Серия (при отсутствии осевой нагрузки и сравнительно небольшой ее вели­чине предварительно назначается самый распространенный и дешевый шарико­вый радиальный однорядный подшипник средней или легкой серии; при боль­шой осевой силе – подшипник роликовый радиально упорный конический или радиально упорный шариковый);

С – динамическая грузоподъемность, кН;

С₀ – статическая грузоподъемность, кН;

Х, Y – соответственно коэффициенты радиальной и осевой нагрузок, зави­сящий от типа подшипника и от е – параметра осевого нагружения подшипника, характеризующего соотношение осевого и радиального усилий.

4 Расчетные данные подбора подшипников качения.

Подбор подшипников качения производится по динамической грузоподъем­ности из условия, что расчетная динамическая грузоподъемность С_р < С.

(107)

где Р – эквивалентная нагрузка,

Результаты подбора и расчета подшипников качения целесообразно предста­вить в виде таблицы 6.

Таблица 6 – Подбор подшипников качения

Но­мер пунктa	Обозначение параметров	Стр. в [4]	Вал редуктора
Ведущий 1	Промеж. 2	Ведомый 3
Диаметры концов вала под подшипники
d1=17мм	d2=25мм	d3=30мм
	n, об/мин Lh, ч , млн.об. Fr=Rнаиб, Н Fa=Rос, Н		Fra=117, 7Н Frb=1094, 7H   113Н	230, 4   Frc=1572, 8H Frd=1176, 8Н 272H	266, 7 51, 2
	fh fn V		1, 745 0.259	1, 745 0.341	1, 745 0.5
	Серия ПК С, кН С0, кН Fa/VFr e { {		13, 8 9, 3 0.06 0, 31     0.4 1.67	23, 9 17, 9 0.18 0.36     0.4 1.65	15, 3 10, 2 - -
	Cp < C,		328, 5     2, 2   2, 2< 13, 8	469, 9     2, 4   2, 4< 23.9	5, 5   5, 5< 15, 3

9 Определение основных размеров крышки и корпуса редуктора

Корпусные детали коническо-цилиндрического редуктора отличаются от деталей цилиндрических редукторов наличием прилива, в котором размещен комплект вала конической шестерни с подшипниками и другими деталями. Форму прилива и его конструктивные размеры определяют при компоновке редуктора.

Размеры основных элементов крышки и корпуса редуктора приведены в таб­лице 7.

Таблица 7- Размеры основных элементов крышки и корпуса редуктора

Параметры
Толщина стенки корпуса редуктора	=0.04aw+2> 8= =160 0.04+2=9мм.
Толщина стенки крышки	1 = 0.032awT+2> 8= =0.032 160+2=8мм.
Толщина верхнего фланца корпуса	S = 1.5 =1.5 9 =13мм.
Толщина нижнего фланца корпуса	S = 1.5 = 1.5 8=12мм.
Толщина нижнего пояса корпуса (без бобышки)	Р = 2.35 = 2.35 9 =21мм.
Толщина ребер основания корпуса	р=(0.8…1) = 0.9 8=8мм
Толщина ребер крышки	р1=(0.8…1) 1=0.8 8=6мм
Диаметры болтов - фундаментальных - у подшипников - соединяющих основание корпуса с крыш­кой - соединяющих смотровую крышку	М16 d=(0.7…0.75)dф=0.7 М12   d1=(0.5…0.6)dф=0.5 16=8мм. ds=(0.3…0.4)dф=0.35 16=6мм.
Расстояние от наружной поверхности стенки корпуса до оси болтов	М12 С=20 мм.
Ширина нижнего и верхнего поясов основания корпуса	М12 К=34 мм. М16 К=40 мм.
Ширина опорной поверхности нижнего фланца	m = K+1.5 = 45 мм.
Минимальный зазор между колесом и корпусом	= 1.6 = 1.6 8= 15 мм.
Высота центров	Н0 =1.15аw= 1.15 160 = 184мм
Размеры элементов в зависимости от dф	dотв =17 мм, D = 24 мм, r = 5

10 Расчет цепной передачи

Дано: вращающий момент на ведущей звездочке Т₃=193 Н м, передаточное число цепной передачи u_ЦП=3.

Учитывая малую скорость цепи, примем число зубьев ведущей звездочки z₅=25. Для ведомой звездочки z₂=z₁ u_ЦП,

Z₆=25 3=75.

Расчетный коэффициент нагрузки определяется по формуле

, (108)

где k_Д – динамический коэффициент, при спокойной нагрузке k_Д=1;

k_А – коэффициент, учитывающий влияние межосевого расстояния, k_А=1;

k_Н – коэффициент, учитывающий влияние угла наклона передачи. При наклоне до 60º k_Н=1;

k_Р – коэффициент, учитывающий способ регулирования натяжения цепи, k_Р=1, 25;

k_С – коэффициент, учитывающий способ смазки цепи. Смазка периодическая, k_C=1, 5;

k_П - коэффициент, учитывающий продолжительность работы, при двусменной работе k_П=1.

К_Э= .

Шаг цепи предварительно определяем по формуле

, (109)

где m – коэффициент однородности цепи, т.к. цепь однородная m=1;

- допускаемое давление в шарнирах, Н/мм², при n₃=190 об/мин Н/мм².

мм.

Выбираем предварительно цепь с t=25, 4 мм. Размеры цепи: внутренний диаметр втулки d=7, 95 мм; длина втулки B=22, 8 мм; расстояние между внутренними пластинами B_ВН=15, 88 мм; длина соединительного валика l=38, 5 мм; разрушающая нагрузка Q=5000 кг=49050 Н; масса 1 м цепи q=2, 57 кг.

Среднее давление в шарнире определяется по формуле:

, (110)

где F – проекция опорной поверхности шарнира, мм²,

P_Ц – окружное усилие, Н.

F=B d,

F=22, 8 7, 95=181 мм².

Окружное усилие

, (111)

где - скорость цепи, м/с.

Скорость цепи определяется по формуле:

, (112)

м/с.

Ввиду малой скорости число ударов цепи в секунду не проверяем.

Окружное усилие

Н.

Тогда

Н/мм².

p< [p]=22, 7 Н/мм².

Определяем коэффициент запаса прочности

, (113)

где Р_ц – окружное усилие, Н;

Р_ν – нагрузка, испытываемая цепью от центробежных сил, Н.

Р_f – усилие от провисания цепи, Н.

Усилие от центробежной силы ввиду малой скорости цепи можно не учитывать.

Усилие от провисания цепи определяем по формуле:

, (114)

где k_f - коэффициент, учитывающий влияние расположения передачи. При наклоне цепи более 40º k_f=1, 5.

A – предварительно принятое межосевое расстояние, А=30t=30 25, 4=762 мм.

P_f=1, 5 2, 57 9, 81 0, 762=29 Н.

Коэффициент запаса прочности будет равен

.

. Условие прочности выполнено.

Сила давления на вал определяется по формуле

Н. (115)

Основные размеры ведущей звездочки:

диаметр делительной окружности

мм (116)

диаметр наружной окружности

мм. (117)

ширина звездочки