Файл: Проектный и проверочный расчет цилиндрического одноступенчатого прямозубого редуктора.docx

- величины и направления действующих на подшипник нагрузок;

- характера нагрузки (спокойная, с толчками или ударами и т.д.);

- диаметра цапфы, на которую насаживают подшипник;

- угловой скорости вращающегося кольца подшипника;

- желательного срока службы подшипника.

При малых нагрузках и больших скоростях вращения принимают шариковые однорядные подшипники легкой серии. Подшипники более тяжелых серий обладают большей грузоподъемностью, но допускаемая угловая скорость их меньше. При одновременном действии радиальной и осевой нагрузок выясняют, достаточно ли одного подшипника или необходимо, чтобы каждая из воспринималась отдельными подшипниками.

Расчет подшипников качения основан на базовой динамической грузоподъёмности , представляющей постоянную радиальную нагрузку, которую подшипник может воспринимать при базовой долговечности, составляющей 40000 часов. Значения указаны в каталогах (справочниках) для каждого типоразмера подшипника.
Шариковые однорядные подшипники (выборка)

Таблица 9

Условное обозначение	Размеры подшипника, в мм			Характеристика подшипника
	d	D	B	Cr, в тыс., Н	Qст, КН	n, об/мин
Лёгкая серия
203	17	40	12	11,3	4,18	16000
204	20	47	14	15	5,88	16000
205	25	52	15	16	6,86	13000
206	30	62	16	22	9,32	13000
207	35	72	17	30	12,75	10000
208	40	80	18	39	16,67	10000
209	45	85	19	39	16,67	8000
210	50	90	20	42	18,63	8000
211	55	100	21	52	23,54	8000
212	60	110	22	62	29,42	6300
213	62	120	23	68	32,36	6300
214	70	125	24	74	35,3	5000
215	75	130	25	78	39,23	5000
216	80	140	26	84	41,19	5000
217	85	150	28	98	43,03	4000
218	90	160	30	112	57,86	4000
219	95	170	32	124	65,70	4000
220	100	180	34	136	75,51	3900
Средняя серия
303	17	47	14	17,1	6,37	13000
304	20	52	15	19	7,35	13000
305	25	62	17	27	10,79	10000
306	30	72	19	33	13,73	10000
307	35	80	21	40	16,67	8000
308	40	90	23	48	20,59	8000
309	45	100	25	57	24,52	6300
310	50	110	27	72	32,36	6300
311	55	120	29	84	40,21	6300
312	60	130	31	94	45,11	5000
313	65	140	33	106	52,96	5000
314	70	150	35	120	60,80	5000
315	75	160	37	132	67,67	4000
316	80	170	39	144	74,54	4000
317	85	180	41	158	85,32	4000
318	90	190	43	170	94,14	3000
319	95	200	45	182	102,97	3000
320	100	215	47	210	122,58	3000
Тяжёлая серия
403	17	62	17	29	11,77	10000
405	25	80	21	47	19,61	8000
406	30	90	23	60	245,17	8000
407	35	100	25	68	30,43	6300
408	40	110	27	78	34,32	6300
409	45	120	29	92	43,15	6300
410	50	130	31	108	51,98	5000
411	55	140	33	120	58,84	5000
412	60	150	35	132	65,70	4000
413	65	160	37	144	74,53	4000
414	70	180	42	182	98,07	4000
415	75	190	45	194	107,87	4000
416	80	200	48	210	117,68	3200
417	85	210	52	220	127,49	3200

---

На основании теоретических и экспериментальных исследований установлено, что расчетная динамическая грузоподъёмность определяется по формуле



где F_э – эквивалентная динамическая нагрузка (Н);

w – угловая скорость, рад/с;

рад/с;

L_h–долговечность (ресурс) подшипника, в часах;

р- показатель степени, зависящий от формы контактирующих тел (для шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников р=3).
Рассчитываем подшипник качения на базовую долговечность, обеспечивающей 90%- ную надежность, по формуле

---

10.1 Ведущий вал

Основными нагрузками на валя являются силы от передач, распределяющиеся по длине ступицы. На расчетных схемах, эти силы, а также вращающие моменты изображают как сосредоточенные, приложенные в середине ступиц. Влиянием силы тяжести валов и деталей пренебрегают, силы трения в опорах на учитывают.


Диаметр под подшипник на ведущем валу из расчётов равен d_1п=40мм. Предположим, что ему соответствует подшипник качения лёгкой серии №208, исходя из условий работы, действующих нагрузок и намечаемой конструкции подшипникового узла. Из таблицы определяем динамическую грузоподъёмность C_r=39кН.

Находим эквивалентную динамическую нагрузку по формуле,



где Х- коэффициент радиальной нагрузки. Для шарикового однорядного подшипника Х=1.

К_Т – коэффициент, учитывающий влияние температуры на долговечность. При t≤100⁰С К_Т =1.

К_б – коэффициент безопасности, учитывающий влияние нагрузки на долговечность подшипника. К_б =1,2.

К_к– коэффициент кольца. При вращении внутреннего кольца К_к =1.

R_r– радиально опорная реакция подшипника в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

(Н)

(Н).

Тогда часов.



222261>40000 – данный подшипник пригоден для нашего вала,

где 40000 часов – базовая долговечность подшипника.

Подшипник №208.

d=40мм

D=80мм

B=18мм

Проверим расчётную базовую динамическую грузоподъёмность. При угловых скоростях выше n=1об/мин табличное значение динамической грузоподъёмности должно быть не ниже полученного расчётами,

---

,

где С_r – базовая динамическая грузоподъёмность подшипника (см. таблицу). Для данного подшипника C_r=39КН.

(Н)

39000>38999,998– подшипник пригоден.

10.2 Ведомый вал

Исходя из расчётов диаметр вала под подшипник d_n2=55мм. Предположим, что ему соответствует подшипник качения лёгкой серии №211. Из таблицы определяем динамическую грузоподъёмность C_r=52КН.

Находим эквивалентную динамическую нагрузку:



(Н)

(Н).

Тогда часов

Данный подшипник пригоден. № 211

d=55мм

D=100мм

B=21мм

Проверим расчётную базовую динамическую грузоподъёмность.

(Н)

42000>51999,97– подшипник пригоден.

Варианты для самостоятельного расчета

варианты	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Передаваемая мощность, P1 КВт	10	15	20	25	40	50	10	20	5
Частота вращения ведущего вала, n1 об/мин	780	960	900	960	1440	1500	730	960	1630
Передаточное число, i	3	4	5	4	5	4	2	3	3
Материал шестерни	Сталь 45	Сталь 45	Сталь 50	Сталь 50	Сталь 40Х	Сталь 40Х	Сталь 55	Сталь 55	Сталь 40х
Материал колеса	Сталь 35	Сталь 35	Сталь 5	Сталь 5	Сталь 50	Сталь 50	Сталь 45	Сталь 45	Сталь 35Х

---

варианты	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Передаваемая мощность, P1 КВт	4,8	6	12	18	24	8	9	12	11
Частота вращения ведущего вала, n1 об/мин	1600	1460	1460	730	960	750	800	900	810
Передаточное число, i	3	3	3	4	5	4	3	4	3
Материал шестерни	Сталь 40Х	Сталь 50	Сталь 50	Сталь 50Г	Сталь 50Г	Сталь 45	Сталь 50	Сталь 50Г	Сталь 50
Материал колеса	Сталь 35Х	Сталь 35	Сталь 35	Сталь 45	Сталь 45	Сталь 35	Сталь 35	Сталь 45	Сталь 5

Список используемой литературы

1. 
   Фролов М.И. Техническая механика: Детали машин6 учеб. Для машиностр. спец. техникумов. - 2-е изд., доп. – М.: Высш. шк., 1990. – 352с.
   
2. 
   Куклин Н.Г., Куклина Г.С. Детали машин: Учеб. Для машиностр. спец. техникумов. - 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1987. – 383с.
   
3. 
   Устюгов И.И. Детали машин. Учеб. пособие для заочных техникумов. М., «Высшая школа», 1973. – 472с.
   
4. 
   Багреев В.В., Ицкович Г.М. Сборник задач по технической механике. Учеб. пособие для техникумов. Изл. 3-е. Под редакцией Г.М. Ицковича. Л., «Судостроение», 1973. – 496с.
   
5. 
   Мархель И.И. Детали машин: М.: ФОРУМ: ИНФРА-М2011. -336с.
   
6. 
   Олофинская В.П. Детали машин. Краткий курс, практические занятия и тестовые задания: М.: ФОРУМ, 2012. - 240с.
   
7. 
   Фролов М.И. Техническая механика: Детали машин: М.: Высш.шк., 1990. – 352с.
   

---