Устранение кромочных нагрузок в подшипниках скольжения

(60)

Устранение кромочных нагрузок в подшипниках скольжения

Работоспособность подшипников зависит от равномерности распределения нагрузки вдоль оси подшипника и расположения несущей поверхности относительно действующих сил.

На рис. 690, а показано ошибочное расположение подшипника промежуточного зубчатого колеса. Сила приложена к подшипнику эксцентрично. На кромках подшипника (особенно на кромке, ближайшей к плоскости действия силы) возникают высокие удельные нагрузки. Кроме того, вал нежесткий, конструкция в целом неработоспособна.

В конструкции (б) с удлиненным подшипником нагрузка воспринимается преимущественно тем участком подшипника, который расположен в плоскости действия силы; остальная часть подшипника используется слабо.

Целесообразно расположить подшипник центрально по отношению к плоскости действия силы. В конструкции (в) подшипник слишком короток; малая несущая поверхность и небольшое отношение l/d снижают его работоспособность.

В конструкции (г) несущая способность увеличена удлиненной опорой. Нерациональным здесь является разделение подшипника на две втулки с малым отношением l/d. Наиболее высокой несущей способностью при наименьших осевых размерах обладает целый подшипник (вид д) с диаметром, развитым до предела, допускаемого конструкцией зубчатого колеса.

Установка консольного зубчатого колеса на подшипнике в корпусе (вид е) ошибочна: подшипник слишком короток; кромочные давления высоки.

Устранение кромочных нагрузок в подшипниках скольжения

Сила, действующая на ближайшую к зубчатому колесу кромку, приблизительно равна PL/l.

Точность радиальной фиксации колеса низкая; под действием нагрузки ось колеса смешается на угол α, тангенс которого Δ/l, где Δ — диаметральный зазор и подшипнике. С наносом кромок перекос увеличивается еще больше.

В конструкции (ж) ошибка исправлена путем разноса опор. Сила на ближайшей к зубчатому колесу кромке в данном случае меньше (~PL1/l1); тангенс угла перекоса tg α = Δ/l1.

Недостаток конструкции — неравномерная нагрузка подшипников: крайний (от колеса) подшипник нагружен меньше, чем ближайший к колесу.

В рациональной конструкции (з) удельная нагрузка на подшипники примерно одинакова. Кромочные давления уменьшены путем разноса опор. Тангенс угла перекоса равен ((Δ+Δ1)/2l2), где Δ — зазор в переднем, Δ1 — в заднем подшипнике.

При размерах, показанных на рисунке, кромочные силы в конструкциях (е, ж, з) находятся в соотношении 1:0,75:0,7, тангенсы угла перекоса зубчатого колеса соответственно 1:0,45:0,25.