6. Подбор и расчет подшипников.

6.1. Быстроходный вал.

После назначения диаметра посадочных мест вала для установки подшипников качения выбирают для опор тип подшипника и схему их установки.

При выборе типа подшипника в первую очередь принимают во внимание значение и направление нагрузки, действующей на опору, размеры посадочных мест вала и корпуса, способ смазывания, удобство монтажа и его стоимость.

Если

(6.1)

то выбираем радиально-упорные шарикоподшипники (табл.5.3).

Выписываем характеристики подшипника:

№46207, =26, D=72, B=17, С=29.0, С₀=16.4.

Компоновку этих подшипников на валах цилиндрических передач производим по схеме “враспор”, т.е. стремимся к минимальному расстоянию между реакциями в опорах l_o:

(6.2)

где В – ширина подшипника, мм;

с – смещение точки приложения радиальной реакции относительно торца подшипника, мм

(6.3)

где d – внутренний диаметр подшипника, мм;

D – наружный диаметр подшипника, мм.

Для определения реакций в опорах направление силы F_m принимаем таким, чтобы оно совпадало с направлением силы F_t (худший случай), и составляем уравнения суммы моментов относительно опор А и В в горизонтальной плоскости.

(6.4)

Н

(6.5)

,Н

Реакции в опорах от сил F_a и F_r, действующих в вертикальной плоскости, определяли по уравнениям п. 5.1.5.

Суммарная радиальная нагрузка, действующая на подшипник в опоре А:

Н (6.6)

Суммарная радиальная нагрузка, действующая на подшипник в опоре В:

Н (6.7)

В радиально-упорных шарикоподшипниках при действии на них радиальных нагрузок возникают осевые составляющие реакций S, Н

(6.8)

По отношению и углу контакта  определяем коэффициент осевого нагружения е. (таблица 6.1).

Таблица 6.1. Значения коэффициентов Х, У, е некоторых подшипников качения

Тип подшипника	0						е
			Х	У	Х	У
Радиальный шариковый однорядный	0	0,014	1	0	0,56	2,30	0,19
		0,028				1,99	0,22
		0,056				1,71	0,26
		0,084				1,55	0,28
		0,11				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
Радиально-упорный шариковый однорядный	12	0,014	1	0	0,45	1,81	0,30
		0,029				1,62	0,34
		0,057				1,46	0,37
		0.086				1,34	0,41
		0,11				1,22	0,45
		0,17				1,13	0,48
		0,29				1,14	0,52
		0,43				1,01	0,54
		0,57				1,00	0,54
	24,26	–	1	0	0,41	0,87	0,68
	35,36	–	1	0	0,37	0,66	0,95

Суммарную осевую нагрузку в опорах определяют по следующим формулам, Н:

Условие нагружения	Осевые силы
При SA  SB и Fа  0 При SA < SB и Fа  SB – SA	FaA=SА, FaВ = Fа + SА
При SA < SB и Fа ≤ SB– SA	FaА = SB – Fа, FaВ = SB

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку в опорах А и В, Н;

(6.9)

где V – коэффициент вращения, V = 1; при вращении внутреннего кольца подшипника;

F_rА, F_rВ – радиальная нагрузка в опоре, Н;

F_аА, F_аВ – расчетная осевая нагрузка в опоре, Н;

К_Б - коэффициент безопасности; К_Б = 1,3 для редукторов;

К_Т – температурный коэффициент; К_Т = 1 (при температуре до 100⁰С);

X, Y – коэффициенты осевой и радиальной нагрузок выбираем по таблице 6.1.

По таблице 6.2. по L_h и n находим отношение .

Тогда

(6.10)

где Р – значение эквивалентной динамической нагрузки в более нагруженной опоре, Н.

Условия подбора подшипника выполняются, если

;

где С – динамическая грузоподъемность подшипника (табл.5.3).

Таблица 6.2. Величина отношения для шариковых подшипников в зависимости от долговечности L_h и частоты вращения n.

Долго веч ность, час	Частота вращения, об/мин
	100	160	200	320	400	500	630	800	1000	1250	1600	2000
10000	3,91	4,56	4,93	5,75	6,20	6,70	7,23	7,81	8,43	9,11	9,83	10,6
12500	4,23	4,93	5,32	6,20	6,70	7,23	7,81	8,43	9,11	9,83	10,6	11,5
16000	4,56	5,32	5,75	6,70	7,23	7,81	8,43	9,11	9,83	10,6	11,5	12,4
20000	4,93	5,75	6,20	7,23	7,81	8,43	9,11	9,83	10,6	11,5	12,4	13,4
25000	5,32	6,20	6,70	7,81	8,43	9,11	9,83	10,6	11,5	12,4	13,4	14,5
32000	5,75	6,70	7,23	8,43	9,11	9,83	10,6	11,5	12,4	13,4	14,5	15,6

6.2. Тихоходный вал.

Так как частота вращения на тихоходном валу n₂ значительно меньше частоты вращения на быстроходном валу n₁ выбираем радиальные шарикоподшипники (табл.5.9). Выписываем характеристики подшипника №46305, D=62, B=17, С=26.9, С₀=14.6.

Для определения реакций в опорах направление силы F_м принимаем таким, чтобы оно совпадало с направлением силы F_t (худший случай), и составляем уравнения суммы моментов относительно опор А и В в горизонтальной плоскости. Величины реакций , , , берем из п. 5.2.5.

Суммарная радиальная нагрузка, действующая на подшипник в опоре А:

, Н (6.11)

Суммарная радиальная нагрузка, действующая на подшипник в опоре В:

, Н (6.12)

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку в опорах А и В, Н;

(6.13)

где V – коэффициент вращения, V = 1; при вращении внутреннего кольца подшипника;

F_rА, F_rВ – радиальная нагрузка в опоре, Н;

К_Б - коэффициент безопасности; К_Б = 1,3 для редукторов;

К_Т – температурный коэффициент; К_Т = 1 (при температуре до 100⁰С);

X, Y – коэффициенты осевой и радиальной нагрузок выбираем по таблице 6.1.

По таблице 6.2. по L_h и n находим отношение .

Тогда .

где Р – значение эквивалентной динамической нагрузки в более нагруженной опоре, Н.

Условия подбора подшипника выполняются, если ,

где С – динамическая грузоподъемность подшипника (табл. 5.9).