Пример расчета. Определить долговечность подшипников ступицы колеса переднего моста грузового автомобиля с использованием программы RPSK

-допустимая нагрузка на переднюю ось, Ga.g = 23500,0 Н;

- масса колеса и деталей тормоза, вращающихся на ступице переднего колеса

m_к' = 50,0 кг (масса непосредственно колеса m_к= 42 кг);

- радиус колеса (шины 215/R16c), r_к = 0,351 м;

-колея передних колес, Ва = 1,82 м;

- высота центра масс при полной нагрузке, hg = 1,0 м;

- максимальная скорость автомобиля, V_мах = 90 км/ч;

- В ступицах передних колес установлены роликовые конические подшипники.

Наружный подшипник № 7607А ГОСТ 333–79, его параметры: d ₁ = 35 мм – внутреннийдиаметр; D ₁ = 80 мм – наружный диаметр; Т ₁ = 32,75 мм – ширина подшипника; С ₁ = 88 кН – динамическая грузоподъемность; Сo 1 = 73 кН – статическая грузоподъемность; е ₁ = 0,31 – параметр осевого нагружения; Y ₁ = 1,9 – коэффициент осевой динамической нагрузки; Yo 1 = 1,1 - коэффициент осевой статической нагрузки;  ₁ = 10...13 o - угол контакта.

Внутренний подшипник № 7609А ГОСТ 333–79, его параметры: d ₂ = 45 мм – внутреннийдиаметр; D ₂ = 100 мм – наружный диаметр; Т ₂ = 38,25 мм – ширина подшипника; С ₂ = 132 кН – динамическая грузоподъемность; Сo 2 = 113 кН – статическая грузоподъемность; е ₂ = 0,35 – параметр осевого нагружения; Y ₂ = 1,7 – коэффициент осевой динамической нагрузки; Yo 2 = 0,9 - коэффициент осевой статической нагрузки;  ₂ = 10...13 o - угол контакта.

- расчетная схема ступицы показана на рис. 2.

- расстояние от вертикальной оси колеса до внутреннего торца 1-го (наружного) подшипника, а’ = 48,5 мм;

- расстояние от вертикальной оси колеса до внутреннего торца 2-го (внутреннего) подшипника, в’ = -8,5 мм;

Рис. 4. Ступица колеса переднего моста грузового автомобиля.

Решение

Подготавливаем файл с исходными данными в соответствии с таблицей 1:

- передняя ось ведомая, МО = 0;

- передние колеса одинарные, МК = 1;

- тип подшипников, роликовые конические, МР 1 = 4и МР 2 = 4;

- нагрузка на колесо, GK = G_а.д /2 = 23500/2 = 11750,0 Н;

- вес колеса, ступицы и тормозного барабана, GKT = m’_к · g = 50·9,81 = 409,5 Н;

- радиус колеса, RК = 0,351 м;

- колея передних колес, В = 1,82 м;

- высота центра масс, HG = 1,0 м;

- параметры подшипников:

· внутренний диаметр 1-го подшипника, DB1 = 35 мм;

· наружный диаметр 1-го подшипника, DН1 = 90 мм;

· ширина 1-го подшипника, Т1 = 32,75 мм;

· угол контакта 1-го подшипника, AL1 = 12 ^о;

· внутренний диаметр 2-го подшипника, DB1 = 45 мм;

· наружный диаметр 2-го подшипника, DН1 = 100 мм;

· ширина 2-го подшипника, Т1 = 38,25 мм;

· угол контакта 2-го подшипника, AL1 = 12 ^о;

· динамическая грузоподъемность 1-го подшипника, С 1 = 88 кН;

· параметр осевого нагружения 1-го подшипника, Е 1 = 0,31;

· коэффициент радиальной нагрузки 1-го подшипника, Х 1 = 0,4;

· коэффициент осевой нагрузки 1-го подшипника, Y 1 = 1,9;

· динамическая грузоподъемность 2-го подшипника, С 2 = 132 кН;

· параметр осевого нагружения 2-го подшипника, Е 2= 0,35;

· коэффициент радиальной нагрузки 2-го подшипника, Х 2= 0,4;

· коэффициент осевой нагрузки 2-го подшипника, Y 2 = 1,7;

- коэффициент вращения, КК = 1,2 – вращается наружное кольцо;

- коэффициент безопасности, КD = 2,5;

- расстояние от вертикальной оси колеса до 1-го подшипника, АО = 48,5 мм;

- расстояние от вертикальной оси колеса до 2-го подшипника, ВО = - 8,5 мм;

- максимальная скорость движения автомобиля, VM = 90 км/ч;

- коэффициент сопротивления качению, FK = 0,06.

Исходные данные записываем в файл с именем ZIL.dat, см. рис. 5.

Результаты расчета по программе (RPSK) приведены на рис. 6.

0 1 4 4 /MO; MK; MP1; MP2. 11750.0 409.5.351 1.82 1.0 /GK,H; GKT,H; RK,m; B,m; Hg,m. 35. 80. 32.75 12. /DB1,mm; DH1,mm; T1,mm; AL1,град. 45. 100. 38.25 12. /DB2,mm; DH2,mm; T2,mm; AL2,град. 88..31.4 1.9 /C1,kH; E1,-; X1,-; Y1,-. 132.0.35.4 1.7 /C2,kH; E2,-; X2,-; Y2,-. 1.2 2.5 48.5 -8.5 /KK,-; KD,-; AO,mm; BO,mm. 90..06 /VM,km/h; FK,-.

Рис. 5. Файл с исходными данными ZIL.dat

Расчет подшипников ступиц колес АТС исходные данные 0 1 4 4 11750.000 409.500.351 1.820 1.000 35.000 80.000 32.750 12.000 45.000 100.000 38.250 12.000 88.000.310.400 1.900 132.000.350.400 1.700 1.200 2.500 48.500 -8.500 90.000.060 Тип подшипников: 1-й роликовый конический 2-й роликовый конический   РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОДШИПНИКОВ LH1,ч S1,тыс. км LH2,ч S2,тыс. км 5017.71 316.12 2916.83 183.76

Рис. 6. Результаты расчета долговечности подшипников ступицы колеса переднего моста грузового автомобиля

Наименьшая долговечность получена для внутреннего подшипника

(S ₂ = 184 тыс. км), что, в принципе, недостаточно для грузового автомобиля.

Список литературы

1. Краткий автомобильный справочник. М.: Транспорт, 1979. – 464 с.

2. Лукин П.П. и др. Конструирование и расчет автомобиля. Учебник для вузов. – М,: Машиностроение, 1984. –376 с.

3. Подшипники качения: Справочник – каталог / Пол ред. В.Н. Нарышкина и Р.В. Коросташевского. – М.: Машиностроение, 1984. – 280 с.

4. Спицын Н.А., Яхин Б.А., Перегудов В.Н. Расчет и выбор подшипников качения. Справочник, М.: Машиностроение, 1974. – 56 с.

5. ГОСТ 18855-82 Подшипники качения. Методы расчета динамической грузоподъемности и долговечности.

6. ГОСТ 18854-82 Подшипники качения. Методы расчета статической грузоподъемности и эквивалентной статической нагрузки.

Приложение

1. Подшипники

Расчетные осевые нагрузки, действующие на радиально-упорные подшипники, определяют в зависимости от схемы воздействия внешних сил, с учетом выбранного относительного расположения подшипников (рис. П. 3.1.). Расчетные осевые нагрузки на каждый из двух подшипников определяют по формулам, приведенным в таблице П. 3.1.

Рис. П. 1. Расчетная схема радиально-упорных подшипников

Формулы для расчета осевой нагрузки

Условия нагружения	Осевые нагрузки
	S 1 ≥ S 2 и Рб ≥ 0	Ро. 1 = S 1; Ро. 2 = S 1 + Рб
	S 1 < S 2 и Рб ≥ S2 – S 1
	S 1 < S 2 и Рб ≤ S 2 – S 1	Ро. 1 = S 2- Рб; Ро. 2 = S 2

Описание программы RPSK

Расчет подшипников ступиц колес АТС

Дата добавления: 2015-07-08