8.3.3. Розрахунок підшипників
Розрахунок полягає у визначенні довговічності підшипників за ГОСТ 18855-82. Для цього необхідно знати значення зусиль, що діють на підшипники.
Підшипники півосей і коліс вибирають за статичним навантаженням Rz = 0,5 Mi.g, що діє на колесо. Навантаженнями на підшипник від тягового зусилля, (гальмової сили) і бокової сили нехтують, тому що в умовах експлуатації ці сили дуже невеликі (Рк), або діють короткочасно (Р, Rу). Розрахункова частота обертання підшипників визначається, виходячи із середньої швидкості руху автомобіля.
Під час розрахунку підшипників слід враховувати, що в підшипниках напіврозвантаженої півосі обертається внутрішнє кільце (коефіцієнт обертання kV = 1,0), а в підшипниках повністю розвантаженої півосі обертається зовнішнє кільце (коефіцієнт обертання kV = 1,2). В підшипниках на три четверті розвантаженої півосі може обертатись як зовнішнє, так і внутрішнє кільце залежно від конструкції вузла.
У разі більш точного розрахунку діючих на підшипники зусиль необхідно розраховувати середні приведені навантаження із умови руху автомобіля по прямій на протязі 90% шляху і 10% шляху по криволінійній траєкторії радіусом R = 12 м із швидкістю Va = 12 км/год.
Розглянемо для прикладу розрахунок навантажень, що діють на підшипники ведучого моста з напіврозвантаженними півосями.
Розрахунковий режим - рух по прямій. Для спрощення приймають, що на маточину колеса діє зусилля, рівне вертикальній реакції в точці контакту колеса з опорною поверхнею
(8.3.10)
де Мі - маса автомобіля, що припадає на колеса розглянутого моста.
Крім того, щоб врахувати бічні сили, що виникають від нерівностей дороги, вважають, що в точці контакту колеса з опорною поверхнею постійно діє бічна реакція
(8.3.11)
де - коефіцієнт тертя, рівний 0,05.
Під дією цих сил (рис. 8.3.3) радіальні навантаження відповідно на внутрішній (індекс 1) і зовнішній (індекс 2) підшипники складають:
(8.3.12)
де l – відстань між опорами підшипників.
Безпосередньою дією осьового навантаження на підшипники в цьому випадку нехтують.
Рис. 8.3.3. Схема для розрахунку навантажень, що діють на підшипник колеса ведучого моста з напіврозвантаженими півосями
Розрахунковий режим - рух по криволінійній траєкторії.
Вертикальні реакції в точці контакту колеса з опорною поверхнею
, (8.3.13)
де знак «плюс» відноситься до зовнішнього, а «мінус» - до внутрішнього стосовно центра повороту колеса.
Горизонтальні реакції
(8.3.14)
де - реалізований коефіцієнт зчеплення коліс моста з дорогою;
(8.3.15)
Під дією цих сил радіальне навантаження на внутрішній і зовнішній підшипники зовнішнього (індекс з) і внутрішнього (індекс в) стосовно центра повороту колеса відповідно рівні:
(8.3.16)
Необхідна довговічність підшипників (у мільйонах обертів) встановлюється на основі заданого ресурсу автомобіля з врахуванням пробігу між капітальними ремонтами.