Сопротивление материалов Теория механизмов и машин (стр. 14 из 16)
при
=1.05 - спокойная нагрузка, 
=1.15 - ударная нагрузка.Натяжение цепи от провисания
где q – погонный вес цепи;
- коэффициент провисания:для горизонтальной цепи
для вертикальной цепи
ТЕМА 13. Подшипники качения. Муфты
Опоры валов и осей называют подшипниками. Они воспринимают и передают на раму силы, действующие на вал. По виду трения между рабочими поверхностями различают подшипники скольжения и качения. Наиболее распространены подшипники качения.
Подшипники качения
13.1 Общие сведения
Они состоят из следующих деталей:
а) наружных и внутренних колец;
б) тел качения (шариков или роликов);
в) сепараторов.
Достоинства: меньшее трение и износ; высокий КПД; высокая степень стандартизации и взаимозаменяемости.
Краткая характеристика основных типов подшипников качения.
Радиальные шарико или роликоподшипники (рис.1, а, б). Они предназначены для восприятия радиальных нагрузок, могут воспринимать небольшие осевые нагрузки.
Радиально-упорные шарикоподшипники. Они воспринимают комбинированные радиально-осевые нагрузки.
Конические роликоподшипники (рис. 1, 2). Воспринимают значительные радиальные и осевые нагрузки.
Упорные подшипники (рис. 1,д). Воспринимают только осевые нагрузки
Рисунок 1. Типы подшипников качения
Условное обозначение подшипников состоит из четырех и более цифр.
Последние две цифры умноженные на 5 дают внутренний диаметр подшипника при
мм.Третья цифра справа обозначает серию подшипника: 1-сверхлегкая; 2-легкая; 3-средняя; 4-тяжелая и т.д.
Четвертая цифра означает тип подшипника: 0-радиальный шариковый; 1- радиальный шариковый двухрядный; 2-радиальный роликовый с короткими цилиндрическими роликами; 6-радиальный упорный; 7-конический и т.д.
Остальные цифры указывают конструктивные особенности.
Все подшипники стандартизованы. Конструктивные размеры, статическая и динамическая грузоподъемность всех подшипников приведены в ГОСТах.
13.2. Подбор подшипников качения
Они подбираются по динамической грузоподъемности. Требуемую динамическую грузоподъемность вычисляют по формуле
(1)где L=
(2)- долговечность подшипника в млн. оборотов.
Здесь n - число оборотов вала в минуту;
- срок службы в часах;m – показатель степени: m=3 для шарикоподшипников,
- для роликоподшипников;р - эквивалентная нагрузка на подшипник в кН. Она определяется по формуле
, (3)где
- коэффициент безопасности, берется из таблиц в зависимости от вида нагрузки; 
- температурный коэффициент: при Т<1250 КТ=1, при Т³1250 по таблицам;V- коэффициент учитывающий вращения колец: при вращении внутреннего кольца V=1, при вращении наружного V=1.2;
R и A - радиальная и осевая нагрузка на подшипник;
X,Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузки;
Для радиальных подшипников A=Fa - осевой силе на валу.
При действии радиальных сил возникают основные составляющие. Они равны:
- конические передачи S=0.83eR; (4)
- радиально-упорные S=eR.
Коэффициент осевого нагружения е берется из таблиц ГОСТов для конических подшипников и из специальных таблиц в зависимости от отношения
для радиально-упорных подшипников. Здесь Fa - осевая сила на валу;Со - статическая грузоподъемность из таблиц ГОСТа.
Для радиальных и радиально-упорных подшипников X и Y берут из специальных таблиц.
После определения
его сравнивают с табличным значением 
. Подшипник проходит по грузоподъемности, если 
. (5)13.3 Порядок подбора подшипников
1. Из уравнений равновесия определяют радиальные нагрузки на подшипники
, 
2. Намечают типоразмер подшипника по рекомендациям. Выписывают из таблиц ГОСТов
и для радиальных и радиально-упорных подшипников и С, 
для конических. Подбор подшипников надо начинать с легкой серии.3. Определяют коэффициент осевого нагружения
и по формуле (4) определяют осевые составляющие радиальной нагрузки.4. В зависимости от схемы установки подшипников определяют осевые нагрузки на подшипники
и 
.5. Определяют отношение
и сравнивают его с .Если
, то по таблицам определяют коэффициенты X и Y (если 
, то x=1, y=0).6. По формуле (3) определяют эквивалентные нагрузки
и 
. Дальнейший расчет ведут для наиболее нагруженного подшипника.7. В зависимости от срока службы определяют долговечность подшипника по формуле (2)
8. По формуле (1) определяют требуемую грузоподъемность.
9. Сравнивают его с табличным и делают вывод о годности данного подшипника. Если он не подходит, то берут подшипник следующей серии. При этом для радиально-упорных и конических подшипников надо пересчитать осевую нагрузку и
.13.4. Муфты
Муфты предназначены для передачи крутящего момента между валами путем их соединения. По функциональному назначению они делятся на глухие, компенсирующие упругие и управляемые. Конструкции с плакатов.
Глухие муфты предназначены для жесткого соединения строго соосных витков. По конструктивному исполнению они делятся на втулочную, фланцевую (поперечно-свертную) и клеммовую (продольно-свертную) муфту.
Втулочная муфта является простейшей глухой муфтой и представляет собой втулку, насаженную на концы валов и закрепленную на них с помощью шпонок, шлицов или штифтов. Конструкцию с плаката. Для обсечения работоспособности необходим расчет на прочность соединительных элементов.
Фланцевые муфты являются основным видом глухих муфт. На концах соединяемых валов насаживают полумуфты с фланцами, которые стягиваются между собой крепежными винтами. Конструкцию с плаката. Крутящий момент предается силами трения между фланцами при установке винтов с зазором и сопротивлением на сдвиг винтов при установке их без зазора. Для обеспечения работоспособности надо подобрать винты из расчета на разрыв (с зазором) или на срез (без зазора) (см. тему 8).
Клеммовые муфты выполняют из двух полумуфт, разделенных по продольной осевой плоскости валов. Конструкцию показать с плаката. Крутящий момент передается силами трения на поверхности контакта вала и полумуфт создаваемым затяжкой крепежных винтов. Для передачи момента определяют необходимую силу прижатия полумуфт. По этой силе рассчитывают крепежные винты.
Компенсирующие муфты предназначены для соединения валов с небольшими взаимными смещениями и прекосами осей. Наибольшее распространение получили зубчатые, цепные, крестовые и шарнирные муфты. Показать их конструкции с плаката.
Зубчатая муфта состоит из двух полумуфт с внешними зубьями, насаженными на концы соединяемых валов и надетых на них обоим с внутренними зубьями. Обоймы соединяются между собой винтами. Показать конструкцию с плаката.
Крестовые муфты служат для соединения валов с поперечным смещением. Шарнирные муфты служат для соединения валов с большими наклонами осей.
Упругие муфты служат для смягчения ударных нагрузок и уменьшения вибрации. Они состоят из двух полумуфт, расположенных на концах валов и упругого элемента, соединяющих полумуфты. Упругие элементы выполняют металлическими (пружины) или неметаллическими (резина, пластмасса). Упругие муфты характеризуются жесткостью с и демпфирующей способностью в. Момент в муфте равен