|
= |
4 |
+ |
4 |
= 6307,1 + 1789,4 = 8096,5 Н. |
(8.32) |
4 |
|
|
|
|
8.4Определение эквивалентной динамической
нагрузки
Условия нагружения и конструкция подшипников учитываются использованием эквивалентной динамической нагрузки при расчѐтах подшипников на долговечность.
Эквивалентная динамическая нагрузка Р - это нагрузка, при которой обеспечивается такой же ресурс и надѐжность, как и при действительных условиях нагружения.
Сначала, по отношению Ra/ С0 выбирают параметр е по табл. 7.1. Для однорядных радиальных и радиально-упорных шарико- и роликоподшипников эквивалентная динамическая радиальная нагрузка:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при |
|
|
> . |
= |
∙ ∙ |
|
+ ∙ |
|
∙ |
∙ ; |
|
||
|
|
|
|
||||||||||
∙ |
|
|
|
|
|
|
Б |
Т |
(8.33) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при |
|
|
< . |
= ∙ |
∙ |
∙ , |
|
(8.34) |
||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
∙ |
|
|
|
|
Б |
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где X - коэффициент радиальной нагрузки; V - коэффициент вращения; - радиальная нагрузка на подшипник; - коэффициент осевой нагрузки; Ra - осевая нагрузка на подшипник; КБ - коэффициент динамичности нагрузки; КТ - температурный коэффициент.
Значения коэффициентов Х и У выбирают из таблицы 7.1 в зави-
симости от соотношения и параметра е.
∙
Коэффициент вращения принимают V=1 при вращении внутреннего кольца подшипника, при вращении наружного - V=1,2. Коэффициентом динамичности нагрузки КБ оценивают влияние эксплуатационных перегрузок на долговечность подшипника. При кратковременных перегрузках до 150 % рекомендуется принимать для всех типов редукторов Кв = 1,3...1,5. Обычные подшипники предназначены для работы при температуре до 100 °С. Для этих условий температурный коэффициент принимают КТ = 1. За радиальную нагрузку Rr принимают большую из полных радиальных реакций опор RΣ (см. формулу 7.18).
Осевая сила Ra нагружающая подшипник, равна внешней осевой силе Fa, действующей в зубчатом зацеплении.
55
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Радиальные однорядные и двухрядные |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
∙ ≤ |
|
|
|
|
|
|
∙ > |
|
|
|
e |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
Y |
|
|
X |
|
|
|
|
|
Y |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
0,014 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,3 |
|
0,19 |
|||||||||
|
|
0,028 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,99 |
|
0,22 |
|||||||||
|
|
0,056 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,71 |
|
0,26 |
|||||||||
|
|
0,084 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,55 |
|
0,28 |
|||||||||
|
|
0,11 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
0,56 |
|
1,45 |
|
0,30 |
||||||||||||
|
|
0,17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,31 |
|
0,34 |
||||||||
|
|
0,28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,15 |
|
0,38 |
||||||||
|
|
0,42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,04 |
|
0,42 |
||||||||
|
|
0,56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,00 |
|
0,44 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Радиально-упорные конические и радиальные |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
самоустанавливающиеся роликоподшипники |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Однорядные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Двухрядные |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
∙ |
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
≤ |
|
|
|
|
|
> |
e |
||||||||||||
|
∙ |
|
|
|
∙ |
|
|
|
|
∙ |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
≤ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
X |
|
|
|
Y |
|
X |
|
|
|
Y |
|
X |
|
|
|
Y |
|
X |
|
|
Y |
|
||||||||||
1 |
|
0 |
|
0,4 |
|
|
0,4ctgα |
|
1 |
|
|
0.45ctgα |
0.67 |
|
0.67ctgα |
1.5ctgα |
||||||||||||||||
При установке вала на двух радиальных шариковых подшипниках осевая сила Ra нагружающая подшипник, равна внешней осевой силе Fa действующей на вал (в нашем случае это сила, действующая со стороны зубчатого зацепления, см. формулу 2.27). Силу Ra воспринимает тот подшипник, который ограничивает осевое перемещение вала под действием этой силы.
56
Таблица 8.3
Радиально-упорные шарикоподшипники
|
|
|
|
|
|
|
Однорядные |
|
|
|
|
|
Двухрядные |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∙ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0 |
|
|
|
|
∙ |
|
|
> |
|
|
|
≤ |
|
|
|
|
> |
e |
|||||
|
|
|
∙ |
|
∙ |
|
|
∙ |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
0 |
|
|
≤ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
X |
|
Y |
|
X |
|
Y |
|
X |
|
|
Y |
|
X |
|
|
Y |
|
||
|
0,014 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,81 |
|
|
|
2,08 |
|
|
|
2,94 |
0,30 |
||||
|
0,029 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,62 |
|
|
|
1,84 |
|
|
|
2,63 |
0,34 |
||||
|
0,057 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,46 |
|
|
|
1,60 |
|
|
|
2,37 |
0,37 |
||||
|
0,086 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,34 |
|
|
|
1,52 |
|
|
|
2,18 |
0,41 |
||||
12 |
0,11 |
|
1 |
|
0 |
0,45 |
|
1,22 |
1 |
|
1,39 |
0,74 |
|
1,98 |
0,45 |
||||||||
|
0,17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,13 |
|
|
|
1,30 |
|
|
|
1,84 |
0,48 |
|||
|
0,29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,04 |
|
|
|
1,20 |
|
|
|
1,69 |
0,52 |
|||
|
0,43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,01 |
|
|
|
1,16 |
|
|
|
1,64 |
0,54 |
|||
|
0,57 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,00 |
|
|
|
1,16 |
|
|
|
1,62 |
0,54 |
|||
15 |
0,015 |
|
1 |
|
|
0 |
|
0,44 |
|
1,47 |
1 |
|
1,65 |
0,72 |
|
2,39 |
0,38 |
||||||
|
0,029 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,40 |
|
|
|
1,57 |
|
|
|
2,28 |
0,40 |
|||
|
0,058 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,30 |
|
|
|
1,46 |
|
|
|
2,11 |
0,43 |
|||
|
0,087 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,23 |
|
|
|
1,38 |
|
|
|
2,00 |
0,46 |
|||
|
0,12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,19 |
|
|
|
1,34 |
|
|
|
1,93 |
0,47 |
|||
|
0,17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,12 |
|
|
|
1,26 |
|
|
|
1,82 |
1,50 |
|||
|
0,29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,02 |
|
|
|
1,14 |
|
|
|
1,66 |
0,55 |
|||
|
0,44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,00 |
|
|
|
1,12 |
|
|
|
1,63 |
0,56 |
|||
|
0,58 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,00 |
|
|
|
1,12 |
|
|
|
1,63 |
0,56 |
|||
18 |
|
|
|
1 |
|
|
0 |
|
0,43 |
|
1,00 |
1 |
|
0,02 |
0,70 |
|
1,63 |
0,57 |
|||||
19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,92 |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,41 |
|
0,87 |
|
|
|
|
|
0,67 |
|
1,44 |
0,68 |
|||
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,39 |
|
0,76 |
|
|
|
0,78 |
0,63 |
|
1,24 |
0,80 |
||||
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,37 |
|
0,66 |
|
|
|
0,66 |
0,60 |
|
1,07 |
0,95 |
||||
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,35 |
|
0,57 |
|
|
|
0,55 |
0,57 |
|
0,93 |
1,14 |
||||
Примечание. f- число рядов тел качения
При установке вала на двух радиально-упорных подшипниках осевые силы, нагружающие подшипники, находят с учѐтом осевых состав-
57
ляющих S1, и S2, возникающих от действия радиальных реакций R1, и R2, вследствие наклона контактных линий.
При этом, для радиально-упорных шарикоподшипников:
|
|
|
|
= ∙ . |
|
|
|
|
(8.35) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для конических роликоподшипников: |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
= 0,83 ∙ ∙ . |
|
|
|
|
(8.36) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Результирующие осевые нагрузки подшипников определяют по |
||||||||||
табл. 8.4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8.4 |
|
|
|
Формулы для определения осевых нагрузок |
|
|||||||
|
|
|
|
|
||||||
Условия нагружения |
|
|
Осевые силы |
|
||||||
|
≥ ; |
≥ 0; |
|
|
= ; |
|
= |
+ |
||
|
1 |
2 |
|
|
|
1 |
1 |
2 |
1 |
; |
|
< ; |
|
≥ |
− |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
2 |
1; |
|
|
|
|
|
|
< ; |
< − |
|
|
= ; |
|
= |
+ |
|||
1 |
2 |
|
2 |
1; |
|
1 |
2 |
1 |
2 |
; |
Таблицу 8.4. составляли с учѐтом следующих соображений. Для нормальной работы радиально-упорных подшипников необходимо, чтобы в каждой опоре осевая сила, нагружающая подшипник, была бы не меньше осевой составляющей от действия радиальных нагрузок, т.е.:
|
≥ ; |
≥ . |
(8.37) |
1 |
1 2 |
2 |
|
Кроме того, должно быть выполнено условие равновесия вала - равенство нулю суммы всех осевых сил, действующих на вал.
8.5Определение долговечности подшипников
Расчѐтная долговечность L подшипника определяется по формуле
(млн.об.).
|
|
|
|
|
= |
, |
(8.38) |
||
|
||||
|
||||
|
где С - динамическая грузоподъѐмность подшипника (табл. 3.2 - 3.4); Р- эквивалентная нагрузка; р - показатель степени, для ша-
58
рикоподшипников р = 3; для роликоподшипников р = 10/3. Расчѐтная долговечность подшипника LhП в часах:
|
|
106 |
|
|
|
|
|
|
= |
∙ |
. |
(8.39) |
|||
|
|
||||||
П |
|
60 ∙ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подшипник пригоден, если выполняется условие (см. ф. 8.1). Если это условие не выполняется, то необходимо увеличить либо размер, либо серию подшипника.
Аналогичным образом проверяют долговечность подшипников ведомого вала.
Расчѐт подшипников выполняем по наиболее нагруженной опоре.
Ведущий вал.
Ранее были определены необходимые расчѐтные параметры. Наиболее нагруженная опора 2.
Внешняя осевая сила: Ra = Fa1 =1758,6 Н. Радиальная нагрузка: Rr = RΣ =8188,8 Н. Определяем отношение:
1758,60 = 36000 = 0,04885.
По табл. 8.1 этому отношению соответствует е = 0,25.
Т.к. вращается внутреннее кольцо подшипника, то V=1 (см. с. 45). Определяем отношение:
|
|
|
1758,6 |
|
|
|
= |
|
= 0,215 < . |
∙ |
|
1 ∙ 8188,8 |
||
|
|
|||
|
|
|
||
По этому, эквивалентную нагрузку определяем по формуле 8.34:
= ∙ ∙ Б ∙ Т. = 1 ∙ 8188,8 ∙ 1,4 ∙ 1 = 11464,3 Н; где Б = 1,4; Т = 1.
Долговечность в млн. об.:
|
|
3 |
|
65800 |
3 |
= |
|
|
= |
|
= 189,1. |
|
|
11464,3 |
Долговечность в часах:
59