Алгоритм расчета подшипников качения

1. Определяют радиальные опорные реакции в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а затем суммарные реакции, для каждой опоры:

При определении опорных реакций радиально-упорных подшипников пролетом между опорами считают расстояние с учeтом угла контакта. Тип подшипника выбирают исходя из условий работы, действующих нагрузок и намечаемой конструкции подшипникового узла.

2. По каталогу, ориентируясь на легкую серию, по диаметру цапфы подбирают подшипник и выписывают характеризующие его данные:

а) для шарикового радиального и радиально-упорного с углом контакта а < 18° значения базовых динамической, и статической, радиальных грузоподъемностей;

б) для шарикового радиально-упорного значения С, и по (или каталогу) значение коэффициента.

3. Для шариковых радиально-упорных и роликовых конических подшипников определяют для обеих опор осевые составляющие от радиальных сил, а затем по формулам вычисляют расчетные осевые силы

Задаются расчетными коэффициентами в зависимости от условий работы.

4. Для шариковых радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников определяют отношение и принимают значение коэффициента. Сравнивают отношение с коэффициентом и принимают значения коэффициентов.

5. Вычисляют эквивалентную динамическую нагрузку.

6. Определяют расчетную динамическую грузоподъемность подшипника и оценивают пригодность намеченного подшипника по условию С_{r расч}<С_r

Если расчетное значение больше значения базовой динамической грузоподъемности для принятого подшипника, то переходят к более тяжелой серии или принимают другой тип подшипника (например, вместо шарикового — роликовый) и расчет повторяют. В отдельных случаях увеличивают диаметр цапфы вала с целью перехода на следующий типоразмер подшипника. В этом случае в конструкцию вала вносят изменения. В отдельных случаях пригодность намеченного подшипника качения оценивают сопоставлением базовой и требуемой долговечности.

В этом случае в п. 6 определяют базовую долговечность подшипника.

Требуемая долговечность подшипников L_h определяется сроком службы машины между капитальными ремонтами. В общем машиностроении принимают L_h = 3000…50000 и более.

 

 

Ответы на экзамен по Детали машин и Основы конструирования © Vlad Nikulin

Дополнительно.

1. Болт нагружен осевой растягивающей силой, предварительная и последующая затяжки его отсутствуют (встречается редко).

Условие прочности: , где

- расчетное напряжение растяжения в поперечном сечении нарезанной части болта;

F – сила, растягивающая болт;

– допускаемое напряжение на растяжение болта.

Проектный расчет: .

2. Болт испытывает напряжение кручения, обусловленное затяжкой.

Крутящий момент, возникающий в опасном поперечном сечении болта, равен моменту Т_р в резьбе лишь для установочных винтов; при определении момента, скручивающего стержень, учитывается момент силы трения на торце.

Напряжение растяжения от силы F_зат: .

Напряжение кручения от момента Т_р: .

При сложнонапряженном состоянии по гипотезе энергоформосохранности рассчитывается эквивалентное напряжение.

Условие прочности: .

Вычисления показывают, что для стандартных метрических резьб .

Следовательно: болт, работающий одновременно на растяжение и на кручение, можно рассчитывать только на растяжение по допускающему напряжению на растяжение, уменьшенному в 1,3 раза, или по расчетной силе, увеличенной по сравнению с силой, растягивающей болт в 1,3 раза.

Тогда проектный расчет: .

Аналогичное решение рекомендуется для болтов, нагруженных осевыми растягивающими силами и испытывающими кручение от подтягивания гаек под нагрузкой.