Контактные напряжения в деталях подшипников

Контактные напряжения в деталях подшипников. При известных Ро, Р, Р можно определить контактные напряжения в подшипнике. Расчетные формулы для соответствующих случаев контакта можно найти в справочниках [26]. Эти формулы здесь не рассматриваются, так как на практике расчет (подбор) подшипников выполняют не по напряжениям, а по нагрузкам (см. 16.8). [c.352]

Контактные напряжения в деталях подшипников [c.332]

Пример 2.1. Определить размеры площадки контакта, максимальное контактное напряжение, сближение деталей при взаимодействии шарика с внутренним и наружным кольцами в шариковом радиальном подшипнике 217 (рис. 2.15), нагруженном радиальной силой Fr = 22000 Н. Диаметр шарика = = 19,844 мм, число тел качения Z= 11. [c.172]

Инженерные расчеты трущихся поверхностей различных деталей обычно строят в предположении их абсолютной жесткости и учитывают только гидродинамику смазки, находящейся между трущимися поверхностями, или принимают во внимание только контактные напряжения и деформации (подшипники качения, зубчатые и другие передачи), пренебрегая влиянием смазочного слоя. Однако эти факторы зависят один от другого и для определения работоспособности детали необходимо учитывать оба фактора. [c.167]

Контактные напряжения образуются в месте соприкосновения двух тел в тех случаях, когда размеры площадки касания малы по сравнению с размерами тел (сжатие двух шаров, шара и плоскости, двух цилиндров и т. п.). Если значение контактных напряжений больше допускаемого, то на поверхности деталей появляются вмятины, борозды, треш,ины или мелкие раковины. Подобные повреждения наблюдаются у зубчатых, червячных, фрикционных и цепных передач, а также в подшипниках качения. [c.102]

Работоспособность некоторых деталей (например, зубчатых колес, подшипников и др.) определяется не общей их прочностью, а прочностью рабочих поверхностей, т. е. контактной прочностью. В этом случае разрушение поверхностей деталей вызывается действием контактных напряжений о ,. Контактными называются напряжения, возникающие в месте контакта двух деталей, когда размеры площадки контакта малы по сравнению с размерами деталей (сжатие шаров, цилиндров, зубчатых колес и т. п.). Эти напряжения имеют местный характер и быстро убывают по мере удаления от зоны контакта, поэтому они не влияют на общую прочность. [c.261]

Для деталей, в поверхностных слоях которых возникают контактные напряжения (например, фрикционные катки, зубчатые колеса, подшипники качения), решающую роль играет прочность рабочих поверхностей — контактная прочность. [c.205]

Работоспособность деталей подшипников зависит от контактной выносливости материала, из которого они изготовлены, величины периодических напряжений, возникаюш,их в материале, и числа циклов нагружений, которое зависит от частоты вращения и конструкции подшипников. [c.420]

Смазка узлов подшипников ротора двигателя, зубчатых и шлицевых соединений необходима для снижения контактных напряжений уменьшения сил трения и износа детален отвода тепла, выделяющегося при трении и передающегося от более нагретых сопряженных деталей предохранения от коррозии и наклепа, для выноса твердых частиц с поверхностей трения и, как следствие, для повышения надежности и долговечности. Система смазки должна обеспечивать подвод к деталям достаточного количества смазкн на всех режимах работы двигателя при любых положениях его в пространстве и любых внешних условиях. Система смазки должна быть экономичной и сохранять в течение заданного времени необходимое качество смазки. [c.271]

С переменными контактными напряжениями связан усталостный характер разрушения рабочих поверхностей деталей подшипника (выкрашивание). Следует отметить, что сопротивление усталости подшипника зависит от того, какое из колец вращается — внутреннее или наружное. Благоприятным является случай вращения внутреннего кольца (при этом наружное кольцо неподвижно). Действительно, при равной нагрузке Ро напряжения в точке а кольца [c.352]

Связь скорости изнашивания с сопротивлением усталости деталей бывает довольно сложной. Прочность детали при работе в узле трения может остаться неизменной, но может и снизиться со временем из-за изменений условий и характера взаимодействия между деталями. Более интенсивное изнашивание при фреттинг-коррозии на части поверхности контакта деталей может вызвать эксцентричность в приложении осевой нагрузки. Неравномерная осадка многоопорного вала вследствие различного износа вкладышей и шеек по отдельным подшипникам вызывает дополнительные напряжения в вале и перегружает отдельные опоры. Увеличение зазоров в сочленениях механизмов с возвратно-поступательным или качательным движением повышает коэффициент динамичности нагрузки. Известны случаи поломки рельсов из-за образования на поверхности качения колес лысок при скольжении колес по рельсам во время резкого торможения состава либо в период трогания поезда с места с заторможенными колесами вагонов. При входе и выходе лыски из контакта с рельсом возникают весьма значительные контактные напряжения, суммирующиеся с напряжениями изгиба. [c.256]

Эти материалы предназначены для таких изделий массового производства, как подшипники качения и зубчатые колеса. Усталостное выкрашивание на их рабочих поверхностях вызывают циклические контактные напряжения сжатия. Они создают в поверхностном слое мягкое напряженное состояние, которое облегчает пластическое деформирование поверхностного слоя деталей и, как следствие, развитие в нем процессов усталости. В связи с этим высокая контактная выносливость может быть обеспечена лишь при высокой твердости поверхности, необходимой также для затруднения истирания контактных поверхностей при их проскальзывании. [c.336]

По характеру нагружения контактных поверхностей деталей в заклиненном состоянии они ближе всего к подшипникам качения, работающим в условиях качательного (колебательного) движения. Для вертолетных MGX нормальные контактные напряжения сжатия сг =4,2-5,8 ГПа. [c.231]

Многие эксплуатационные свойства подшипников качения (прочность, износостойкость, контактная жесткость и др.) обусловлены контактным взаимодействием их деталей. Для оценки этих свойств необходимо учитывать напряжения и перемещения в отдельных точках или сечениях, непосредственно расположенных в зонах нагружения взаимодействующих деталей. [c.162]

В отличие от образцов подшипник представляет собой сложную кинемати-ко-динамическую систему, состоящую из нескольких контактирующих тел (тела качения, наружное и внутреннее кольца). Долговечность деталей подшипника зависит от характеристик сопротивления усталости материала, значения контактных напряжений, конструкции подшипника. [c.188]

Формулы для вычисления полуосей площадки контакта и максимальных контактных напряжений при взаимодействии колец и тел качения подшипников и некоторых других деталей приведены в табл, 5.2. [c.349]

Цилиндрические роликоподшипники. Если кольца и ролики имеют прямолинейные образующие на всем протяжении поверхностей качения, то при нагружении подшипника возникает краевой эффект. Он проявляется в образовании пиков контактного напряжения и повышенной деформации по краям контактной поверхности (рис. 10.20). Особенно он проявляется при перекосах колец, что бывает в случае несоосности посадочных мест подшипников. При высоких нагрузках краевой эффект проявляется также в появлении на этих участках пластических деформаций. Ширина площадки контакта и давление у краев обычно бывает в 1,3 - 1,4 раза больше, чем посредине. По длине это уширение распространяется от края приблизительно на расстояние, равное половине средней ширины площадки контакта. В результате проявления краевого эффекта долговечность подшипников существенно снижается. Как правило, у подшипников с прямолинейными образующими дорожек качения колец и роликов усталостное выкрашивание появляется у этих деталей в зоне действия краевого эффекта. [c.520]

Расчет на контактную жесткость деталей машин с начальным контактом в точке (например, в шарикоподшипниках) или по линии (например, в роликовых подшипниках, зубчатых и фрикционных передачах) производят по формулам теории контактных напряжений и деформаций. [c.12]

Существуют различные виды изнашивания усталостное, абразивное, адгезионно-механическое, эрозионное, коррозионно-механическое и др. Интенсивность изнашивания деталей машин зависит от формы, размеров, физико-химических свойств, условий нагружения и теплового режима работы контактирующих поверхностей, а также физико-химических свойств смазочного материала. В зубчатых передачах, подшипниках качения и некоторых других механизмах при работе возникает усталостное изнашивание (выкрашивание), характерное для хорошо смазанных контактирующих поверхностей деталей машин, которые испытывают повторные контактные напряжения и работают в режимах качения и качения со скольжением. Абразивное изнашивание возникает в результате режущего или царапающего действия твердых тел и частиц. Данный вид износа типичен для механизмов, функционирующих в запыленной среде, в условиях недостатка смазки, при работе всухую. В трущиеся контакты в процессе работы попадают частицы песка, пыли, грязи, продукты износа. Интенсивность абразивного изнашивания механизмов зависит от физико-механических и геометрических характеристик абразива, его количества, прочностных свойств материала трущихся тел, действующей нагрузки, состояния смазочного слоя. В местах контакта [c.9]

Контактные деформации и напряжения при статических нагрузках. Характер сопряжения некоторых деталей машин отличается тем, что передаваемые ими по ограниченной (малой) поверхности нагрузки вызывают в зоне контакта высокие контактные напряжения (зубчатые и фрикционные колеса, подшипники качения и др.). Теоретически контакт колец и тел качения шарикоподшипников до нагружения является точечным, а для зубчатых колес и роликоподшипников — линейным. Под нагрузкой характер сопряжения отличается от указанного — контакт осуществляется по ограниченным поверхностям. [c.37]

Если величина контактных напряжений больше допускаемой, то на поверхности деталей появляются вмятины, борозды, трещины или мелкие раковины. Подобные повреждения наблюдаются, например, у фрикционных, зубчатых, червячных и цепных передач, а также в подшипниках качения. [c.8]

В каждой точке поверхности контакта колец или шариков контактные напряжения изменяются по прерывисто-пульсационному циклу (рис. 15.15). Период цикла напряжений в каждой точке беговых дорожек колец равен времени перемещения очередного шарика в данную точку. С переменными контактными напряжениями связан усталостный характер разрушения рабочих поверхностей деталей подшипника (выкрашивание). [c.332]

Для деталей, в поверхностных слоях которых возникают контактные напряжения, например фрикционные катки, зубчатые колеса, подшипники качения, решающую роль в большинстве случаев играет не общая (объемная) прочность, а прочность рабочих поверхностей — контактная прочность. [c.40]

Выносливость (усталостная прочность) поверхностных слоев деталей определяет работоспособность шестерен, подшипников качения, рабочих элементов многих фрикционных вариаторов, кулачков, роликов и других деталей, работающих в условиях контактной нагрузки. Возникающие местные напряжения подсчитывают по формулам теории Герца—Беляева[53], причем из геометрических параметров на величину напряжений в основном влияют радиусы кривизны сопряженных тел. Так, при начальном касании тел по линии (зубьев шестерен, роликовых подшипников и направляющих, кулачковых механизмов и др.) наибольшее напряжение, возникающее в зоне контакта, подсчитывают (при коэс ициенте Пуассона А=0,3) по формуле [c.45]

Базовая статическая грузоподъемность подшипников — это такая статическая нагрузка, превышение которой вызывает появление недопустимых остаточных деформаций в деталях подшипника. Опыт показал, что при статическом нагружении подшипника, т. е. при отсутствии взаимного поворота колец, общая остаточная деформация в контактах менее 0,0001 диаметра тела качения не оказывает влияния на работоспособность подшипника. Поэтому при определении статической грузоподъемности за расчетные напряжения принимают максимальные контактные напряжения, которые вызывают общую остаточную деформацию кольца и тела качения в наиболее нагруженной зоне, приблизительно равную 0,0001 диаметра шариТса или расчетного диа- [c.434]

Большую роль в обеспечении эксплуатационной надежности деталей имеют контактные напряжения, возникающие в условиях переменных нагрузок. Контактные напряжения в таких злементах, как бегуны, подшипники, железнодорожные рельсы, являются решающими и определяют их сроки службы. Теоретические расчеты напряжений в аилу принятия ряда предпосылок и допущений являются во многих случаях весьма приближенньши и не отражают действительной картины напряженного состояния деталей [c.6]

В справочнике иЗv oжeны методы расчета на прочнссть различных соединений и передач, пружин, валов, подшипников, деталей поршневых двигателей, турбомашин и компрессоров приведены сведения по определению напряжений и деформаций в элементах конструкций. Третье издание справочника второе изд. 1966 г.) переработано и дополнено расчетами на прочность винтовых и цепных передач, расчетами контактных напряжений, расчетами деталей на выносливость, малоцикловую усталость, термопрочность, сведениями по автоматизированному проектированию. [c.2]

Контактные напряжения в подшипнике. Контактные напряжения (см. рис. 23.16) межлу деталями подшипника вычисляют по формулам Герца. Тогда условие прочности по допускаемым контактным напря(кениям для наиболее нагруженного тела качения роликовом подшипнике [c.266]

Работоспособность фрикционных, зубчатых и чер-вяных передач, подшипников качения и многих других узлов и механизмов машин определяется прочностью рабочих поверхностей деталей, или, как принято говорить, контактной прочностью. В этом случае разрушение рабочих поверхностей деталей вызывается действием контактных напряжений Он. Контактными называют напряжения, возникающие в месте контакта двух деталей, когда размеры площадки контакта малы по сравнению [c.26]

Научной основой теории расчета зубчатых и червячных передач и подшипников качения должна служить контактно-гидродинамическая теория смазки, зародившаяся в СССР. Работы в области этой теории позволили объяснить и численно обосновать ряд важнейших явлений контактной проч-ности деталей машин. Показано существенное повышение контактной прочности oпepeн aющиx поверхностей по сравнению с отстающими при качении со скольжением, связанное с резким изменением напряженного состояния в тонких поверхностных слоях от изменения направления сил трения в связи с пикой у эпюры давлений на выходе из контакта. Установлено численное значение (достигающее 1,5—2) коэффициента повышения несущей способности косозубых передач при значительном перепаде твердости шестерен и колес вследствие повышения контактной прочности опережающих поверхностей головок зубьев. [c.68]

Так как подшипники качения должны выдерживать большое количество циклов высоких контактных напряжений, к шарикоиодшинниковым сталям предъявляют строгие требования в отношении металлургического качества. Попадая в поверхностный рабочий слой деталей подшипников, металлургические дефекты становятся концентраторами напряжений и источником преждевременного усталостного разрушения. Предельные количества неметаллических включений и карбидной неоднородности, допускаемые в шарикоподшипниковой стали по ГОСТу 801—60, указаны в табл. 2 и 3 [7]. [c.366]

Кольца и тела качения подшипников работают при воздействии значительных сосредоточенных нагрузок (контактные напряжения Tzmax = 4000-5000 МПа) в условиях многоциклового контактноусталостного нагружения. Одновременно рабочие поверхности этих деталей подвергаются истиранию вследствие проскальзывания, сопровождающего процесс вращения подшипника. [c.771]

Аналогичное рассмотрение вопроса применительно к деталям, работающим при высоких контактных нагрузках (например, к подшипникам качения), приводит к выводу, что и здесь сквозное термическое упрочнение иа примерно одинаковую прочность не является обязательным. Необходимо лишь, чтобы толщина поверхностного слоя высокой твердости была не менее некоторой минимальной толщины. Зависящей от уровня рабочих контактных напряжений. Наличие напряжений сжатий в поверхностных слоях увеличивает контактную прочность и долговечаость работы деталей при высоких контактных напряжениях. Применение для термической обработки индукционного нагрева позволяет использовать еще одно его принципиальное преимущество. Вследствие высокой скорости нагрева и малой его длительности (при должном выборе его температуры) зерно аустекита в процессе аустенитизации не успевает вырасти в той мере, как это имеет место при нагреве в печи. [c.243]

Режимы применения. Самосмазывающиеся шарикоподшипники воспринимают меньшие нагрузки, чем подшипники, эксплуатирующиеся на пластичных смазочных материалах. Эти нагрузки не должны превышать величин, обусловливающих максимальные контактныё напряжения на внутреннем кольце 1500—2000 МПа. При более высоких контактных напряжениях возможность работы таких подшипников резко снижается. Это объясняется тем, что твердые смазочные материалы не могут отводить тепло, образующееся на контактирующих поверхностях кроме того, при больших нагрузках имеет место продавливание твердосмазочной пленки, что повышает трение в подшипнике и ведет к форсированному износу деталей. [c.63]

В каждой точке поверхности контакта колец или шариков контактные напряжения изменяются по прерывистопульсирующему циклу. С переменными контактными напряжениями связан усталостный характер разрушения рабочих поверхностей деталей подшипника (выкрашивание). [c.317]

Остаточная деформация приводит к изменению размеров и конфигурации детали. Например, у такой сложной детали, как блок цилиндров двигателя, изменяется положение осей посадочных отверстий под гильзы, под вкладыши коренных подшипников коленчатого вала, а также появляется коробление и нарушается положение об-р отанных поверхностей относительно технологических баз. Аналогичное явление наблюдается у коленчатых валов, которые при эксплуатации изменяют форму из-за деформации щек, приобретая прогиб и изменяя взаимное расположение шатунных шеек. Подшипники скольжения, шатуны и поршневые кольца при работе также приобретают остаточную деформацию, что приводит к значительным искажениям их формы и понижению долговечности работы соответствующего узла. Во всех этих случаях причиной возникновения остаточной деформации является пониженное сопротивление материала действию контактных напряжений и низкий предел его прочности. Поэтому для повышения дблгойечносги деталей автомобиля, работающих в аналогичных усло- виях, необходимо пр возможности увеличивать предел прочности й соответственно твердость материала. [c.12]

Износостойкость. Способность детали сохранять необходимые размеры трущихся поверхностей в течение заданного срока службы называют износостойкостью. Она зависит от свойств выбранного материала, термообработки и чистоты поверхностей, от величины давлений или контактных напряжений, от скорости скольжения и условий смазки, от релсима работы и т. д. Износ уменьшает прочность деталей, изменяет характер соединения (при работе появляется шум). В большинстве случаев расчеты деталей на износостойкость ведутся по допускаемым давлениям [р, установленным практикой (расчеты подшипников скольжения и др.). Применение в конструкциях уплотняющих устройств защищает детали от попадания пыли, увеличивая их износостойкость. [c.8]

Большое влияние на долговечность карданных шарниров оказывает точность изготовления игл подшипников. Это связано с тем, что детали игольчатых подшипников имеют высокую твердость (HR 61—64), высокую чистоту поверхности (9—10-й степени) и работают при высоких контактных напряжениях (до ЗООООкгс/см ). В этом случае большая долговечность может быть достигнута лишь при высокой точности изготовления сопряженных деталей и при эпюре распределения давления по шипу, близкой к теоретическому. [c.208]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...