Подшипники.

Опоры вращающихся осей и валов называются подшипниками. Подшипники служат для поддержания различных деталей вращающихся на осях.

По виду трения различают подшипники:

• Подшипники-скольжения, в которых опорная поверхность оси или вала скользит по рабочей поверхности подшипника.

• Подшипники-качения, в которых используется трение-качение, благодаря установке шариков или роликов между поверхностями оси или вала и подшипника.

По направлению действия воспринимаемой нагрузки, подшипники делят на:

• Радиальные - воспринимающие радиальные нагрузки.

• Упорные – воспринимающие от вала только осевые нагрузки.

• Радиально-упорные – воспринимающие одновременно радиальные и осевые нагрузки.

Подшипники скольжения.

Имеют следующие преимущества:

• Высокую частоту вращения.

• Относительно малые размеры.

Недостатки подшипников-скольжения:

• Высокие потери трения.

• Пониженный КПД.

• Необходимость непрерывной смазки.

1 – корпус;

2 – вкладыш (втулка).

Принцип скольжения в большинстве случаев состоит из корпуса и помещенных в ним вкладышей с тонким слоем антифрикционного материала, на которые непосредственно опирается ось или вал.

Корпус обычно выполняют из чугуна вкладыши для уменьшения трения изготавливают из материалов, которые в паре с цапфой вала (опорный участок вала называется цапфой вала) имеет малый коэффициент трения.

Коэффициент трения при смазке для стали по чугуну и пластмасс 0.15 – 0.2. По антифрикционному чугуну, бронзе 0.1 – 0.15. По баббиту 0.06 – 0.1.

Подшипники качения.

По сравнению с подшипниками-скольжения имеют следующие преимущества:

• Малый коэффициент трения.

• Большую грузоподъемность при меньшей ширине подшипника.

• Незначительный расход смазочных материалов.

• Взаимозаменяемость.

• Простота монтажа.

Недостатки:

• Меньшая долговечность при больших частотах вращения и при больших нагрузках.

По форме тел качения подшипники делят:

• Шариковые.

• Роликовые.

По числу рядов тел качения различают однорядные, двурядные и четырехрядные подшипники.

При выборе типа и размера подшипника необходимо учитывать следующие факторы:

• Величину и направление нагрузки (радиальная, осевая, комбинированная).

• Характер нагрузки (постоянная, переменная и ударная).

• Частоту вращения кольца подшипника.

• Необходимую долговечность

• Окружающую среду (температура, влажность, кислотность и др.)

Методики стандартных подшипников их подбора и расчета, базируется на:

• Расчет на грузоподъемность.

• Расчет на ресурс (долговечность).Различают валы:

Динамическая грузоподъемность С и ресурс долговечности L.

С , L –ресурс, Р – эквивалентная нагрузка. Р = 3 для шариковых, Р = 3,33 для роликовых.

Валы и оси.

На валах осях размещают вращающиеся детали: зубчатые колеса, барабаны и др. Вал отличается от оси тем, что передает вращающийся момент от одной детали к другой, а ось не передает. Вал всегда вращается, а ось может быть вращающейся и не вращающейся.

Различают валы:

• Прямые

• Коленчатые

• Гибкие

Наибольшее распространение имеют прямые валы. Коленчатые валы применяются в поршневых машинах. Гибкие валы допускают передачу вращения при больших перегибах.

Проектный расчет валов.

При проектном расчете обычно известны вращающий (крутящий) момент Т, или мощность Р и частота вращения n, нагрузка и размер деталей расположенных на валу: зубчатых колес.

Валы рассчитывают на прочность, жесткость и колебания. Обычно требуется определить размер и материал вала.

Методика расчета:

1. Предварительно оценивают средний диаметр вала расчета только на кручение при пониженных дополнительных напряжениях d или

d=, τ – вращающий крутящий момент (Н*м)

τ = 12-15 МПа – для редукторных и аналогичных валов.

d_n = d-5

2. После оценки d вала разрабатывают его конструкцию.

3. Выполняют проверочный расчет выбранной конструкции по соответствующей методики.

Выбор расчетной схемы и определение расчетных нагрузок, расчет на прочность, жесткость, колебания.

Муфты.

В технике муфтами называют устройство, которое нужно для соединения концов вала и др. Соединение валов является общим не существенным назначением муфт.

Муфты бывают:

• Предохранительные

• Компенсирующие

• Упругие

• и др.

Наибольшее распространены втулочные муфты, соединительные втулки с валом выполняют с помощью шпонок, штифтов или зубьев.

Штифты применяют для точного взаимного фиксирования деталей. Шпонки служат для передачи вращательного крутящего момента от вала к ступице деталей (шкива и др.)

Применяют призматические, сегментные, клиновые и тангенциальные шпонки.

dшт =1,13 ,

– сила действующая на штифт. для

.