13. Расчет вала на жёсткость

Производится методами курса сопротивления материалов, если это требуется. Определяются прогиб вала, угол закручивания и сравниваются с допускаемыми значениями. Допустимые значения прогибов: максимальный [f]≤10^-4·l, под шестернёй и колесом цилиндрической передачи [f]≤0,03m, под шестернёй и колесом конической передачи [f]≤0,05m,

где l – расстояние между опорами;

m – модуль зубьев.

Допустимые значения углов поворота: под шестернёй или колесом [Ө]≤0,057⁰, в радиальном шарикоподшипнике [Ө]≤0,57⁰, в радиально-упорном [Ө]≤0,1⁰.

14. Определение суммарных опорных реакций и расчёт подшипников Расчет подшипников качения

Подшипники качения выбирают из каталогов или справочников по динамической грузоподъемности С и диаметру вала так, чтобы табличное значение динамической грузоподъемности было больше фактической.

Фактическая динамическая грузоподъемность определяется по формуле:

, Н (170)

где  – показатель степени, равный для шарикоподшипников 3, для роликоподшипников 3,33;

L – расчетный ресурс, миллион оборотов;

Р_э – эквивалентная нагрузка, Н.

Расчетный ресурс L определяют по формуле:

, миллионов оборотов (171)

где n – частота вращения вала, об/мин;

L_h – ресурс подшипника в часах, L_h=2500…40000 часов.

, об/мин (172)

где  – угловая скорость вращения вала, рад/с;

Эквивалентную нагрузку Р определяют по формуле в зависимости от типа подшипников.

а) Радиальные подшипники.

Радиальные подшипники воспринимают только радиальную нагрузку. Приведенная нагрузка определяется по формуле:

, Н (173)

где F_r – радиальная нагрузка, Н;

К_б – коэффициент безопасности, учитывающий динамическую нагрузку (таблица 36);

К_Т – температурный коэффициент, вводимый только при повышенной рабочей температуре t  100.

T, С	…125	150	200
КТ	…1,05	1,1	1,25

К_К – коэффициент вращения, равный 1 при вращении внутреннего кольца относительно направления нагрузки и 1,2 при вращении нагрузочного кольца.

Радиальная нагрузка берется из расчёта валов – суммарная реакция в наиболее нагруженной опоре.

, Н (174)

где F_гор – реакция в опоре в горизонтальной плоскости, Н;

F_верт – реакция в опоре в вертикальной плоскости, Н.

Таблица 36 – Значения коэффициента К_б

Характер нагрузки на подшипники	Кб	Примеры
Спокойная нагрузка, толчки отсутствуют	1	Подшипники передач трением в машинах со спокойной внешней нагрузкой, ролики ленточных тормозов
Нагрузка с легкими толчками, кратковременные перегрузки до 125% от основной нагрузки	1,0–1,2	Подшипники передач зацеплением в машинах относительно спокойной внешней нагрузкой: в станках с вращательным главным движением, машинах для обработки волокон и т.д. Подшипники электродвигателей, конвейеров, транспортеров
Нагрузка с умеренными толчками, кратковременные перегрузки до 150%	1,3–1,8	Подшипники железнодорожного подвижного состава, коробок передач тракторов и автомобилей, редукторов. Подшипники колес автомобилей и тракторов; двигателей внутреннего сгорания, строгальных и долбежных станков, вагонеток для угля, редукторов т.д.

б) Радиально-упорные подшипники.

Радиально-упорные подшипники воспринимают как радиальную, так и осевую нагрузку.

Приведенную нагрузку определяют по формуле:

, Н (175)

где X, Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок (таблица 39) выбирают в зависимости от типа подшипников, относительной нагрузки ( );

F_a^p – расчетная осевая нагрузка, Н.

Расчетная осевая нагрузка на подшипник складывается из внешней осевой нагрузки на вал и осевой составляющей от другого радиально-упорного подшипника.

, Н (176)

где – для шарикоподшипников, Н;

– для роликоподшипников;

е – параметр осевой нагрузки (выбирается из

таблицы 39 по отношению ).

Коэффициенты К_, К_к, К_Т и радиальная нагрузка выбираются так, как и для радиальных подшипников.

После выбора подшипников из справочника по диаметру вала и динамической грузоподъемности определяют истинное значение отношения .

По отношению по таблице 39 снова уточняют коэффициенты X и Y, параметр e, приведенную нагрузку, динамическую грузоподъемность.

Если динамическая грузоподъемность остается меньше табличной, то выбранный подшипник оставляют.

При расчете динамической грузоподъемности для двух одинаковых шариковых радиальных однорядных подшипников, установленных рядом на одном валу и образующих один подшипниковый узел, пару подшипников рассматривают как один радиальный двухрядный подшипник.

При расчете динамической грузоподъемности и эквивалентной радиальной нагрузки для двух одинаковых шариковых или роликовых радиально-упорных подшипников, установленных рядом на одном валу и образующих один узел, пару подшипников рассматривают как один радиально- упорный двухрядный подшипник. При этом коэффициенты X и Y при определении эквивалентной нагрузки роликовых подшипников принимают из таблиц двухрядных подшипников.

Таблица 37 - Размеры и параметры шариковых радиальных однорядных