Фомин М.В. 2001 (М.В. Фомин - Расчеты опор с подшипниками качения)

московский госудл~сгмнный твхннчвский ящви ситьт нмена н.ь вАумАНА М.в. ФОМИН Справочно-методическое пособие Бн.~'и ~ Мосина Издатещспю МГТУ имени КЗ. Баумана 2ОО1 УДК 628 822 6(031) ББК 34.445 Ф76 Рецензенты: О.П. Леликоя, А.И. Слзаикааич Ф76 Фомин М,В. Расчеты опор с подшипниками качения: Справочнометодическое пособие. Мл Изд-во МГТУ им, НЗ. Баумана, 2001. 98 с„нл. 18ВХ 5-7038-1843-5 Приведены саеденяя, необходимые дла выбора подшипников качение по заданным условиям ик зксплуатацни. Изложены методы расчетов опор с подшнпвиками качения в соответствии с меизосуяарственными стандартами, Приведены узочненнме яаректчриспош более 700 типоразмеров наиболее распростраиеишяк подшипников н технические требования, предвявллемые к повожсностям, сопряженным с подшнпнпкамн, з1аны рекомендации по проектыровыппо опор н тнповме примеры расчетов.

дда студентов текннческяк вузов, ишкенсроа и консзрукторов. Табл. 46. Ил. Р, Виблнотр. а взяв. УДК 626622.6(03Ц ВВК 34445 ПРЕДИСЛОВИЕ Задача по проектированию опор с подшипниками качения является достаточно сложной и имеет, как правило, многовариантньш решения. Выбор типа и размеров подшипника зависит от условий его работы, требуемого ресурса и надежности, от требований к жеспсости опоры н точности вращения, стоимости и т.д. Для оптимального решения необходимо знать действующие.

нагрузки, свойства и характернстизш подшипников. Настоящее пособие содержит основные сведения, необходимые для выбора и расчета опор с подшнпннкамн качения, уточненные характеристики наиболее распространенных стандартных подшипников, освоенных промышленностью (более 700 типоразмеров), и основные технические требования, предьявляемые к поверхностям валов и корпусов, сопряженных с подшипниками. Приведены сведения по рекомендуемым ресурсам подшилликовых узлос для машин и оборудования различного назначения в соответствии с действующими нормативами.

Даны рекомендации по ОнределсншО нагрУзок в поДшипннках от снл в зацеплении различных передач, а также от сил, возникающих в приводных валах и муфтах, В основу расчетов н рекомендаций по проектированию опор с подшипниками качения положены стандарты 11, 21, введенные в действие с 1 января ! 997 г., данные справочника-каталога 131 н разработки сотрудников кафедры «Детали машин» МГТУ им. Н.Э, Баумана 14-71.

Упомянугьш выше стандарты имеют аутентичные тексты соответствующих стандартов 180. Габаритные размеры большинства подшипников качения, выпускаемых в СНГ, соответствуют международным стандартам, однако их характеристики и значения некоторых расчетных козффициептоп имеют оп- 13ВИ 5.7030-1343-5 © МГТУ нм. Н.Э. Баумана, 2001 ЗЗ М.В. Фомин, 2001 ределенные отличия„которые обусловлены принятой технологией производства подшипников н некоторой спецификой расчетов. Предельные частоты врашення подшипников указаны в таблицах раздела 3 для пластичного смазочного материала (числитель) и жидкого (знаменатель). Подлпцпшви, отмеченные знаком ее в, выпускают опьпными партиями.

Автор счнзает своим приятным долгом выразить особую благодарность рецензенту проф. О.П. Лелнкову за полезные советы„которые были учтены при подготовке настоящего справочнометодического пособия, а также студентке Н. Медведевой, Автор Подшипник — зто опора нли направляющая, которая воспри- нимает нагрузки н допускает относительное перемещение деталей механизма в требуемых направлениях. Основными деталямн под- шипников качения являются тела качения (шарики или ролики), кольца с дорожками качения и сепаратор, который разделяет тела качення.

В некоторых конструкциях подшипников сепаратор, одно нлн оба кольца могут отсутствовать. Основные достоинства под- шипников качения по сравненио с подшипниками скольжения: меньшие моменты трения во время пусков и остановок, меньшие габаритные размеры в осевом направлении, полная взаимозаменяемость, малая стоимость при массовом производстве, меньшие расходы смазочных материалов. К недостаткам относят: большие габаритные размеры в радиальном направлении, переменную радиальную жесткость и повышенный' уро- вень шума, меньшую способность демпфировать колебания н воспри- нньшть ударные нагрузки, ограниченную быстроходность, высокую стоимость прн мелкосерийном производстве, >бозначенля подшипников 1.

По форме тел качения подшипники разделяют на шарико- вые и роликовые. В зависимости от формы н относительных размеров различают ролики: короткие и длинные цилиндрические, конические, сферические, игольчатые, полые, витые и др. 2. По направлению воспринимаемой нагрузки подшипники делят следузсщим образом: радиальные, которые воспринимают только радиальную илн преимущественно радиальную нагрузку; радиально-упорные, предназначенные для восприятия комбинированной нагрузки (радиальной и осевой); упорно-радиальные, которые воспринимают осевую или преимущественно осевую нагрузку; упорные, предназначенные для восприятия только осевой нагрузки.

3. По числу рядов тел качения подшипники делят на однорядные, двухрядные и многорядные. 4. По основному конструктивному признаку различазот под- шипники на самоустаиавливающиеся (сферические), которые до- пускают работу с взаимным перекосом колец до 4', и несамоустаиавливаюшиеся (допустимый взаимный перекос колец от 1 до 8 ). 5. По соотношению габаритных размеров подшипники раз- деляют на серии. При одном и том же посадочном диаметре на вал подшипники одного типа могут иметь различные наружные дламетры и ширину, т.е. различные серии по диаметру и ширине, С увеличением габаритных размеров растет нагрузочная способность подшипника, но снцжается предельная частота вращения. б.

Для подшипников качения установлены следующие классы точности и их обозначения: нормальный класс точности— 0; повышенный — б; высокий — 5; прецизионный- 4; сверхпрецизиониый — 2. Более высокий класс точности Т могут иметь радиальные и радиально-упорные шариковые, а также радиальные роликовые подшипники. Роликовые конические могут иметь повышенный класс точности бХ. По заказу потребителя выпускают подшипники с классами точности ниже 0: 8 и 7. Класс точности характеризует точность размеров и формы деталей подшипников. В зависимости от класса точности при наличии дополнительных технических требований устанавливают три категории подшипников: А, В и С. 7.

По специальным техническим требованиям выпускают подшипники теплостойкие, высокоскоростные, малошумные, коррозионно-стойкие, немагнитные, самосмазывающиеся н др. 8. По уровню вибрации различают подшипники с нормальным„пониженным и низким уровнем вибрации. Обозначение подшипника наносят на торцовую поверхность колец или на упаковку для малых размеров, Основное обозначение может содержать до семи цифр. При отсчете справа налево первые две цифры определяют внутренний диаметр подшипника„третья и седьмая цифры — серию по наружному диаметру и ширине, четвертая цифра — тип (табл.

1 1), пятая и шестая цифры — конструктивную разновидность. Диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника в диапазоне 20...495 мм определяют умножением двузначного числа условного обозначения на пять. Для других значений диаметров обозначение особое. Слева от основного обозначения через тире указывают класс точности подшипника, если он отличен от нормального, группу радиального зазора, ряды моментов трения и категорию подшипника при наличии дополнительных технических требований.

Подшипники, изготовленные по специальным техническим требованиям, имеют справа от основного обозначения дополнительные знаки в виде букв и цифр. Буква А, например, обозначает повышенную грузоподъемность подшипника, а буква М вЂ” наличие модифицированного контакта, буквы К и Н вЂ” наличие других конструктивных особенностей. Для сокращения обозначений нули левее последней значащей цифры не пр оставляют. Таблица !.! Обозиаченнн тнпв полшнпннкв Четвертая цифра справа Тип пол«линника Рвливльный «пкрнковый Рклиельный шариковый сферический Рклиельиый с короткими пнлинлрическимн роликами Релиельный роликовый сферический Рвлиельиый роликовый игольчатый Рвлиельный с витыми роликами Релнельно-упорный шариковый Роликовый конический Упорный или упорно-раливльнь«й ц«ариковый Упорный или упорно-рвливльный роликовый Например, обозначение 307 соответствуег шариковому радиальному однорядному подшипнику средней серии класса точности 0 с посадочным диаметром на вал 07 х 5 = 35 мм.

«1етвертая, пятая, шестая н седьмая цифры слева- нули. 1,2. Основные типы подшипников Шариковые радиальные однорядные подшппннкп (табл. 3,1) предназначены в основном для восприятия радиальной нагрузки, но могут воспринимать и осевые в обоих направлениях. Сепаратор обычно штампованный, скреплеиныи из двух частей зшслепкамн, центрируется по телам качения. Более дорогие массивные сепараторы применяют прн повышенных частотах вращения и для крупногабаритных подшипников, Конструктивные разновидности подшипников представлены в табл. 3.2 — 3.5. Подшипники стандартизованы в диапазоне посадочных диаметров на вал от 1 до 330 мм. Допустимый взаимный перекос осей колец до 8' . Шариковые радиальные двухрядные сфернческке подшипникии (табл. 3.6) допускают работу в условиях взаимных перекосов осей колец до 4' из-за сферической поверхности дорожки качения наружного кольца и могут воспринимать осевые силы в обоих направлен!их. Подшипники выпуска!отса с цилиндрическими, а также с кони«!ее!О!ми отвсрстзими для установки иа валу с помощьЮ заирец!стельных втулок.

СепаратОры чаще всего штампованные. Подшипники стандартизованы н диапазоне посадочных диаметров птвчл от5до110 мм Шариковые радиально-упорные .годшьп!Пики (табл. 3.7) предпазначеиы для восприятия комбинированной нагрузки: радиальной н односторонней осевой. 1-1агрузо«гнал способность этих полни!!И«п!Кое выше, чеки у радиальных шарикопьгх, .благодаря болылему «!Пслу тел качения, которое удается разместить в подшипнике пз-за палич!и скоса па нару>ивы или внутреннем кольце, Без осевой нагрузки подшипники работать не могут.