10.2. Расчет подшипников качения

При проектировании машин подшипники качения не конструируют и не рассчитывают, а подбирают из каталогов стандартных типоразмеров по условным параметрам.

В зависимости от частоты вращения n их подбирают (рассчитывают) по двум параметрам: динамическая грузоподъёмность С и статическая грузоподъёмность С0, что соответствует критериям контактная выносливость и статическая прочность.

По первому критерию расчёт ведут на долговечность по усталостному выкрашиванию при n > 1 об/мин (при n = 1...10 принимают n = 10 об/мин). Расчётным параметром является динамическая грузоподъёмность.

Паспортная динамическая грузоподъёмность С – постоянная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение 1 млн оборотов без появления признаков усталости не менее чем у 90% из группы идентичных подшипников (т. е. вероятность неразрушения Р = 0,9).

Потребная динамическая грузоподъемность:

(10.1)

где Р – приведенная нагрузка;

р – показатель степени кривой выносливости, принимают р = 3 – для шариковых и р = 3,33 – для роликовых подшипников при вероятности безотказной работы Р = 0,9;

а – коэффициент надёжности.

Таблица 10.1. Значения коэффициента надежности

Приведенная нагрузка Р - условная постоянная радиальная нагрузка, которая при приложении её к подшипнику с вращающимся внутренним и неподвижным наружным кольцами обеспечивает такую же долговечность, как и при действительных условиях нагружения и вращения.

(10.2)

где X и Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузки;

V – кинематический коэффициент; при вращении наружного кольца V = 1,2; при вращении внутреннего кольца, а также для шариковых сферических подшипников и упорных подшипников V = 1;

Кб – коэффициент безопасности;

КТ – температурный коэффициент.

Радиальные нагрузки на подшипники определяют как результирующие реакции опор.

Расчётную долговечность Lh, следует принимать по ГОСТ 16162:

для зубчатых редукторов не менее 5000 ч,

для червячых – 10000 ч.

Ресурс подшипников Lh принимают кратным ресурсу привода.

Подшипники для переменных режимов работы подбирают по эквивалентной нагрузке Рэ и эквивалентной динамической грузоподъёмности.

Расчёт на предотвращение пластических деформаций ведут при n < 1 об/мин, в том числе при отсутствии вращения колец подшипника друг относительно друга. Расчётным параметром является статическая грузоподъёмность.

Cтатическая грузоподъёмность - радиальную нагрузка, которой соответствует общая остаточная деформация тел качения и колец в наиболее нагруженной зоне контакта, равная 0,0001 диаметра тела качения (0,0001 dw).

При выборе подшипника должно выполняться условие

F0 С0 (10.3)