Техническая механика (стр. 14 )

4.5.1. Расчетные формулы для подшипников качения

а) эквивалентная динамическая нагрузка

,

где - эквивалентная динамическая нагрузка, Н;

- коэффициент подшипника;

- при вращении внутреннего кольца подшипника;

- радиальная нагрузка более нагруженного подшипника, Н;

- коэффициент безопасности;

- температурный коэффициент.

Значения коэффициента безопасности и температурного коэффициента принимают по таблицам.

б) требуемая динамическая грузоподъемность подшипника

,

где - требуемая динамическая грузоподъемность более

нагруженного подшипника, Н;

ω – угловая скорость вала, с -1;

L10 h – рекомендуемый (требуемый) ресурс, ч;

р – показатель степени;

р = 3 - для подшипников шариковых;

р = 10/3 – для роликовых подшипников.

в) оценка пригодности намеченного типоразмера подшипника по – динамической грузоподъемности

,

где – динамическая грузоподъемность подшипника, Н;

г) оценка пригодности намеченного типоразмера подшипника по долговечности подшипника

,

где L h – расчетная долговечность, ч;

n - частота вращения, об/мин.

4.Пример 5. Расчет подшипников качения

Подобрать радиальный шарикоподшипник серии 300 для вала d = 45 мм, если радиальная нагрузка Fr = 2,30 кН; осевая нагрузка F о = 1,10 кН; частота вращения n = 1250 об / мин; требуемая долговечность L10h = 12 500 ч; вращается внутреннее кольцо V = 1; коэффициент безопасности К б = 1; температурный коэффициент К Т = 1.

Решение

1 Сравниваем отношение с коэффициентом и окончательно принимаем значения коэффициентов , :

1 > e из числа приведенных в таблице для подшипника данного типа, поэтому принимаем Х = 0,56 и У = 1,99.

2 Вычисляем эквивалентную динамическую нагрузку

,

где - эквивалентная динамическая нагрузка, Н;

= F о – осевая составляющая подшипника, Н;

3 Определение требуемой динамической грузоподъемности подшипника

,

где - требуемая динамическая грузоподъемность более нагруженного подшипника, Н;

ω – угловая скорость вала, с -1;

р – показатель степени;

р = 3 - для шариковых подшипников;

4 Выбираем подшипник по таблице в зависимости от = 33,96 кН и d = 45 мм.

Подшипник 309 с динамической грузоподъемностью C r = 37,80 кН.

4.6. Указания к выполнению контрольной задачи 6

4.6.1. Расчетные формулы для подшипников скольжения

Ввиду отсутствия теории расчета при режиме несовершенной смазки подшипники рассчитывают условно по среднему давлению р и значению . При этом должны соблюдаться условия:

- проверка по среднему давлению:

;

Проверка подшипников на нагрев и отсутствие заедания:

,

где R r – радиальная нагрузка на подшипник, Н;

А – площадь проекции цапфы на диаметральную плоскость, мм 2;

Для шипа и шейки:

А = d × ,

где d u - диаметр и длина шипа (шейки), которые определяют при расчете и конструировании вала, мм.

Для большинства подшипников = (0,5….1,3) × d.

Значения [р] и [ р × u ] зависят от материала поверхностей трения.

Материал [р], МПа [ р×u], МН×м / м 2×с

Сталь по бронзе БрОЦС6 – 6 – 3 4…6 4…6

Сталь, закаленная по баббиту 6…10 15…20

Сталь по серому чугуну 2…4 1…3

4.6.2. Пример 6. Расчет подшипников скольжения

Проверить подшипники скольжения, если размеры шипа: d = 60 мм и = 70 мм. Радиальная нагрузка на подшипник R r = 16 кН при максимальной угловой скорости оси w = 30 с – 1. Материал вкладыша - БрОЦС6 – 6 - 3, материал оси – нормализованная сталь 45.

Рисунок 16 - Расчетная схема вала

Решение

1 Определяем окружную скорость вала:

;

Для БрОЦС6 – 6 – 3 принимаем [р] = 4 МПа, [ р×u] = 4 МН ×м / м 2 ×с.

2 Проверяем среднее давление в подшипнике

; ;

3,8 МПа£ 4 МПа - условие выполняется.

3 Проверка подшипников на нагрев и отсутствие заедания:

,

3,8 × 0,9 = 3,42 МН×м / м 2 ×с

3,42 МН×м / м 2 ×с < 4 МН ×м / м 2 ×с - условие выполняется.

Подшипник для заданного режима работы пригоден.

5. ЭКЗАМЕННАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ

Тема 1. Основные положения

1. Каковы задачи предмета «Детали машин»?

2. Что называется машиной?

3. Какие признаки характеризуют машину?

4. Какая разница между механизмом и машиной?

5. Что следует понимать под деталью и сборочной единицей?

6. Каковы современные тенденции развития машиностроения?

7. Какие требования предъявляются машинам?

8. Что такое стандартизация?

9. Каково значение стандартизации и взаимозаменяемости?

10. Что такое унификация?

11. Что следует понимать под надежностью машин и их деталей и каковы их основные критерии работоспособности?

12. Какие конструкционные материалы применяются в машиностроении?

Тема 2. Общие сведения о передачах

1. Почему вращательное движение наиболее распространено в механизмах

и в машинах?

2. Каково назначение механических передач?

3. Как классифицируются механические передачи по принципу действия?

4. Какое механическое движение наиболее распространено в механизмах и машинах?

5. Для чего применяют промежуточную передачу между двигателем и рабочей машиной?

6. От чего зависит выбор механической передачи?

7. Как определяется передаточное отношение?

8. Передаточное отношение u больше единицы – передача ускоряющая или замедляющая?

9. По каким формулам определяются кинематические и силовые соотношения в передачах?

10. Назовите достоинства механических передач вращательного движения?

11. Напишите зависимость между угловой скоростью ω и частотой вращения n вала?

12. Передаточное отношение = 3, угловая скорость ведущего звена ω = 150. Определите угловую скорость ведомого звена.

13. Определите вращающий момент на валу электродвигателя, если его мощность Р = 12 кВт, а частота вращения вала n = 1440мин –1.

14. Какая зависимость существует между вращающими моментами на ведущем и ведомом валах?

15. Определите вращающий момент на ведомом (выходном) валу многоступенчатой передачи в ньютонах на метр при следующих данных: мощность на ведущем валу Р = 8 кВт; угловая скорость ведущего вала ω = 80 рад/с; общее передаточное отношение передачи = 24; общий коэффициент полезного действия h = 0,62.

16. Что характеризует К. П.Д.?

17. Как определяется общее передаточное число и К. П.Д. многоступенчатой передачи?

18. Нарисовать 2 - х, 3 - х ступенчатые понижающие и повышающие передачи по ГОСТ 2.

Тема 3. Фрикционные передачи и вариаторы

1. Какие виды фрикционных передач вы знаете?

2. В каких случаях применяют фрикционные передачи? Каковы их достоинства и недостатки?

3. Какими способами создается сила прижатия между катками?

4. Какие материалы применяют для изготовления рабочей поверхности фрикционных катков?

5. Как рассчитывают на прочность цилиндрическую фрикционную передачу?

6. Формула Герца для расчета контактных напряжений.

7. Какие устройства называют вариаторами? Каковы их достоинства и недостатки?

8. Как определяется диапазон регулирования?

9. Что такое контактные напряжения?