Определение радиальных сил, действующих на подшипники

После предварительного выбора типоразмера подшипников и выполнения проверочного расчета валов на прочность составляют схему нагружения подшипников. На схеме нагружения указывают направление и величину осевой силы в зацеплении F_A, осевых F_{a min} и F_a и радиальных F_r нагрузок каждого подшипника, угол контакта α (для радиально-упорных подшипников) и типоразмер подшипника.

Примеры схем нагружения при различных установках и типах подшипников даны на рис. 3.1.

При определении радиальных реакций в подшипниках принимают, что они приложены в точках пересечения оси вала с нормалями, проведёнными к середине контактных площадей на наружных кольцах. В радиальных подшипниках эти точки находятся на середине ширины подшипника (рис. 3.1, а), а у радиально-упорных подшипников - на расстоянии «а» от широкого торца наружного кольца подшипника (рис. 3.1, б, в). Это расстояние определяют по формулам:

для шариковых радиально-упорных однорядных

a = 0,5 [B + (d + D)/2] tga,(1)

для конических радиально-упорных однорядных

a = 0,5 [Т + (d + D)/3] е. (2)

Для сдвоенных подшипников радиальная реакция приложена в точке между парой подшипников.

Суммарную радиальную нагрузку F_r, действующую на подшипник, определяют как радиальную реакцию в опоре. Обычно эта величина становится известной на этапе проектирования валов:

F_r = , (3)

где F_гор, F_вер – соответственно вертикальная и горизонтальная составляющие реакций в опоре предварительно выбранных подшипников вала.

Для определения величин F_гор и F_вер составляют два уравнения равновесия плоской системы сил, соответственно, в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

При конструировании необходимо учитывать, что радиально-упорные подшипники целесообразно располагать таким образом, чтобы расстояние между радиальными реакциями l_ф (рис. 3.1, б, в) или величина консоли l_к (рис. 3.1, г) были минимальными. Это позволит уменьшить величины изгибающих моментов.

а) вал-шестерня цилиндрического редуктора на радиальных подшипниках по схеме враспор (схема 2);

б) вал-червяк на радиально-упорных роликоподшипниках по схеме враспор (схема 2)

в) вал-червяк на радиально-упорных шарикоподшипниках по схеме враспор (схема 2)

г) вал-шестерня на роликоподшипниках по схеме врастяжку (схема3)

Рис. 3.1. Определение реакций в опорамах

для различных схем установки подшипников:

Дата добавления: 2015-07-08