Расчет и проектирование планетарных коробок передач (1034674), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Шариковые радиально-упорные однорядные подшипники различаются начальнымиуглами контакта. Угол контакта - угол между нормалью к площадке контакта и плоскостью вращения подшипника. С ростом угла контакта осевая грузоподъемность растет, а предельная частотавращения и допустимая радиальная нагрузка уменьшаются. Подшипники предназначены для восприятия радиальной и осевой силы только в одном направлении; работать под действием толькорадиальной силы без осевой не могут.Тип 7. Роликовые радиально-упорные конические подшипники предназначены для восприятия радиальной и осевой силы только в одном направлении.
Отличаются от шариковых радиально-упорных подшипников большей грузоподъемностью и меньшей предельной частотой вращения.Тип 8. Шариковые упорные и упорно-радиальные подшипники. Предназначены для восприятия осевой силы только в одном направлении. Подшипники лучше работают на вертикальных валах. Очень чувствительны к точности монтажа. Вследствие повышенного гироскопического эффекта применяют при значительно меньших, чем другие шарикоподшипники, частотах вращения.Тип 9.
Роликовые упорные и упорно-радиальные подшипники. Применяются ДЛЯ восприятиятолько осевой силы в одном направлении, главным образом на вертикальных валах, работающих сневысокими частотами вращения. Характеризуется высокой грузоподъемностью, очень чувствительны к перекосам колец.955.2. Основные понятия, определения и обозначения.Статическая нагрузка - нагрузка, действующая на подшипник, кольца которого не вращаются относительно друг друга.Базовая статическая радиальная грузоподъемность Сог, H — статическая радиальная нагрузка, которая соответствует расчетным контактным напряжениям в центре наиболее тяжело нагруженной зоны контакта, тела качения и дорожки качения подшипника.Базовая статическая осевая грузоподъемность Соа, H — статическая центральная осеваянагрузка, которая соответствует расчетным контактным напряжениям в центре наиболее тяжелонагруженной зоны контакта тела качения и дорожки качения подшипника, равным:Статическая эквивалентная радиальная нагрузка Рог, H — статическая радиальная нагрузка, которая должна вызвать такие же контактные напряжения в наиболее тяжело нагруженной зоне контакта тела качения и дорожки качения подшипника, как и в условиях действительного нагружения.Статическая эквивалентная осевая нагрузка Роа, H — статическая центральная осевая нагрузка, которая должна вызвать такие же контактные напряжения в наиболее тяжело нагруженнойзоне контакта тела качения и дорожки качения подшипника, как и в условиях действительного нагружения.Ресурс подшипника качения - число оборотов, которое одно из колец подшипника делаетотносительно другого кольца до появления первых признаков усталости металла одного из колецили тел качения.Надежность подшипника - вероятность того, что данный подшипник достигнет или превысит расчетные ресурс.
Надежность для группы идентичных подшипников, работающих в одинаковых условиях, представляет собой число подшипников из этой группы (в процентах), которыедолжны достичь или превзойти расчетный ресурс.Базовый расчетный ресурс L10 , миллионов оборотов - ресурс, соответствующий 90%-й надежности для конкретного подшипника или группы идентичных подшипников качения, работающих в одинаковых условиях, изготовленных из обычного материала с применением обычных технологии и условий эксплуатации.Скорректированный расчетный ресурс Lna, миллионов оборотов - расчетный ресурс, полученный путем корректировки базового расчетного ресурса в зависимости от заданного уровня надежности, специальных свойств подшипника и конкретных условий эксплуатации.Базовая динамическая радиальная расчетная грузоподъемность Сr, Н - постоянная радиальная нагрузка, которую подшипник теоретически может воспринимать при базовом расчетномресурсе, составляющем один миллион оборотов.96Базовая динамическая осевая расчетная грузоподъемность Са, Н - постоянная центральнаяосевая нагрузка, которую подшипник теоретически может воспринимать при базовом расчетномресурсе, составляющем один миллион оборотов.Динамическая эквивалентная радиальная нагрузка Pr, H - постоянная радиальная нагрузка,под воздействием которой подшипник будет иметь такой же ресурс, как и в условиях действительного нагружения.Динамическая эквивалентная осевая нагрузка Ра, Н - постоянная центральная осевая нагрузка, под воздействием которой подшипник будет иметь такой же ресурс, как и в условиях действительного нагружения.i – число рядов тел качения в подшипнике;Z – число тел качения в одном ряду подшипника;Dpw – диаметр окружности центров тел качения, мм;Dw – диаметр тела качения подшипника, мм;Lw – длина ролика, мм;α – номинальный угол контакта подшипника;Frм – максимальная радиальная нагрузка на подшипник (используется при расчете статическойгрузоподъемности подшипника), Н;Fам – максимальная осевая нагрузка на подшипник (используется при расчете статическойгрузоподъемности подшипника), Н;Frс - средняя радиальная нагрузка на подшипник (используется при расчете динамическойгрузоподъемности подшипника), Н;Fас - средняя осевая нагрузка на подшипник (используется при расчете динамическойгрузоподъемности подшипника), Н;V - коэффициент вращения (V = 1 при вращении внутреннего кольца и V = 1,2 при вращениинаружного кольца;Kб - коэффициент безопасности (таблица 5.5),Kт - коэффициент рабочей температуры (таблица 5.6).5.3.
Определение сил, нагружающих подшипники.5.3.1. Радиальные реакции.Вал на подшипниках, установленных по одному в опоре, условно рассматривают как балкуна шарнирно-подвижных опорах или как балку с одной шарнирно-подвижной и одной шарнирнонеподвижной опорой. Радиальную реакцию Fr подшипника считают приложенной к оси вала вточке пересечения с ней нормалей, проведенных через середины контактных площадок. Для ради97альных подшипников эта точка расположена на середине ширины подшипника. Для радиалъноупорных подшипников расстояние а между этой точкой и торцом подшипника может быть определено графически (рис.5.1)Рис.5.1.или аналитически:•подшипники шариковые радиально-упорные однорядныеa = 0,5 [B + 0,5(d + D) tgα];•подшипники роликовые конические однорядные( d + D )e a = 0, 5 T + .3В случае, если подшипник используется в качестве опоры сателлита планетарного ряда, тона подшипник действуют две силы (рис.5.2).
Сила от передаваемого водилом момента Fвод и центробежная сила FЦБ, действующая на подшипник со стороны сателлита.Рис.5.2.98Сила от передаваемого водилом моментаFвод =М вод,Rвод aстгде Мвод - момент, передаваемый водилом, Нм;Rвод - радиус, на котором расположена ось сателлита (межосевое расстояние между малой центральной шестерней и сателлитом), м;аст - число сателлитов планетарного ряда.Центробежная сила2FЦБ = mстωводRвод ,где mст - масса сателлита, кг;ωвод - угловая скорость водила, с-1.Таким образом, суммарная радиальная реакция22Fr = Fвод+ FЦБ.5.3.2.
Осевые реакции.Осевые реакции Fa, возникающие в однорядных радиально-упорных шариковых и конических роликовых подшипниках при восприятии ими радиальных и комбинированных нагрузокможно определить по зависимостям, представленным в таблице 5.1Таблица 5.1.Схема установкиподшипниковУсловиянагруженияОбщая осевая нагрузка FaВ опоре «1»В опоре «2»Шариковые подшипникие1Fr1 > e2Fr2;A>0Fa1 = е1Fr1Fa2 = е1Fr1+Aе1Fr1 < e2Fr2;A > (e2Fr2 - е1Fr1)Fa1 = е1Fr1Fa2 = е1Fr1+Aе1Fr1 < e2Fr2;A < (e2Fr2 - е1Fr1)Fa1 = е2Fr2 - AFa2 = е2Fr2е1Fr1 < e2Fr2;A>0Fa1 = е2Fr2+AFa2 = е2Fr2е1Fr1 > e2Fr2;A > (е1Fr1 - e2Fr2)Fa1 = е2Fr2+AFa2 = е2Fr299е1Fr1 > e2Fr2;A < (е1Fr1 - e2Fr2)Fa1 = е1Fr1Fa2 = е1Fr1 - AКонические роликовые подшипникиFr1 Fr 2FF≥;Fa1 = r1Fa 2 = r1 + AY1Y22Y12Y1A≥0Fr1 Fr 2<;Y1Y2FFFa1 = r1Fa 2 = r1 + A2Y12Y1FF A ≥ r 2 − r1 2Y2 2Y1 Fr1 Fr 2<;Y1Y2FF A < r 2 − r1 2Y2 2Y1 Fr1 Fr 2≤;Y1Y2A≥0Fr1 Fr 2>;Y1Y2FF A < r1 − r 2 2Y1 2Y2 Fa1 =Fr 2−A2Y2Fa 2 =Fr 22Y2Fa1 =Fr 2+A2Y2Fa 2 =Fr 22Y2Fa1 =Fr 2+A2Y2Fa 2 =Fr 22Y2Fr1 Fr 2>;Y1Y2FF A < r1 − r 2 2Y1 2Y2 Fa1 =Fr12Y1Fa 2 =Fr1−A2Y1Значения коэффициентов Хi, Yi и ei определяются в зависимости от типа подшипника по таблицам 5.7, 5.13 или зависимостям 5.1 - 5.8.5.3.3.
Особенности расчета подшипников коробок передачПодшипники, используемые в коробках передач, работают при переменных нагрузках иоборотах. Кроме того, следует учитывать то обстоятельство, что в процессе эксплуатации любого100транспортного средства двигатель внутреннего сгорания, как уже отмечалось выше, значительнуючасть времени работает на частичных характеристиках.Эти два обстоятельства следует соответствующим образом учитывать при расчете статической и динамической грузоподъемности подшипника.Так при расчете статической грузоподъемности для определении радиальной и осевой реакций следует использовать максимальное значение момента Мдвсmax, развиваемого двигателем.Для определения динамической грузоподъемности подшипника, а по существу его долговечности, следует использовать некий средний момент Мдвсср, определяемый произведением максимального значения момента Мдвсmax, развиваемого двигателем, и коэффициента использованиямаксимального крутящего момента двигателя aДВС (см.таблицу В.3)Мдвсср = Мдвсmax· aДВС.При изменяющихся в процессе работы нагрузках и частотах вращения следует определитьих средние значения, т.е.
величины, при которых ожидаемая долговечность предполагается такойже, как и для данных конкретных условий.Средние нагрузки при работе подшипника с переменными усилиями F1, F2,..., Fn, действующими в течении N1, N2,..., Nn циклов (рис.5.3), рассчитываются по следующим зависимостям F 10 / 3 N1 + Fr102 / 3 N 2 + ... + Frn10 / 3 N n Frc = r1N3/10 F 10 / 3 N + Fa102 / 3 N 2 + ...