 |
Расчет и выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с подшипниками качения
|
|
|
|
Цель задания:
1. Научиться обоснованно, назначать поля допусков для размеров, сопрягаемых с подшипниками качения.
2. Научиться обозначать на чертежах посадки колец подшипников качения с деталями.
Исходными данными служат:
1. Номер подшипника качения. - 205
2. Величина его радиальной нагрузки. – 2500 Н
3. Чертеж узла, в котором используется подшипник качения: номер чертежа узла 1.
В задании требуется:
1. Определить конструктивные размеры заданного подшипника качения.
2. Установить характер нагрузки подшипника.
3. Определить вид нагружения каждого кольца подшипника.
4. Рассчитать и выбрать посадки подшипника на вал и в корпус.
5. Для сопряжений «подшипник-корпус» и «подшипник-вал» построить схемы полей допусков, с указанием номинальных размеров, предельных отклонений, зазоров или натягов.
6. Вычертить эскизы подшипникового узла и деталей, сопрягаемых с подшипником, указав на них посадки соединений и размеры деталей.
Решение:
1. По приложению Ж методических указаний определим конструктивные размеры заданного подшипника №205 (D, d, B и r) в соответствии с ГОСТ 8338 – 75.
Нормальные габаритные размеры подшипников (ГОСТ 8338 – 75)
| Условные обозначения подшипников | Габаритные размеры, мм | Радиус закругления фаски, r мм | ||
| внутренний диаметр, d | наружный диаметр, D | ширина, B | ||
| Легкая серия | ||||
| 205 | 25 | 52 | 15 | 1,5 |
2. По чертежу рис. 1 узла с учетом условий его работы нужно установим характер нагрузки подшипника:
- перегрузка до 150%, умеренные толчки и вибрации (статическая).
Рис. 1 - Первая типовая схема
3. Вид нагружения показывает, какая часть беговой дорожки каждого кольца воспринимает радиальную нагрузку. В данной схеме внутренние кольца подшипников вращаются вместе с валом, наружные кольца, установленные в корпусе, неподвижны. Радиальная нагрузка Р постоянна по величине и не меняет своего положения относительно корпуса.
|
|
|
В этом случае внутреннее кольцо воспринимает радиальную нагрузку Р последовательно всей окружностью дорожки качения, такой вид нагружения кольца называется циркуляционным. Наружное кольцо подшипника воспринимает радиальную нагрузку лишь ограниченным участком окружности дорожки качения, такой характер нагружения кольца называется местным.
Дорожки качения внутренних колец подшипников изнашиваются равномерно, а наружных – только на ограниченном участке.
При назначении посадок подшипников качения существует правило: кольца, имеющие местное нагружение, устанавливаются с возможностью их проворота с целью более равномерного износа дорожек качения; при циркуляционном нагружении, напротив, кольца сажают по более плотным посадкам.
4. Посадку подшипников качения на вал и в корпус выбирают, прежде всего, в зависимости от вида нагружения колец. При циркуляционном нагружении колец подшипников посадки а валы и в корпусы выбирают по величине интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности. Интенсивность радиальной нагрузки определяют по формуле (79) [1], учитывая при выборе коэффициентов характер нагрузки, конструкцию вала и корпуса под подшипник, вид подшипника качения. При этом необходимо понимать, что нагрузка подшипника и вид нагружения его колец – разные вещи.
Определив для циркуляционно нагруженного кольца величину интенсивности радиальной нагрузки, по таблице 16 [1] выбирают поле допуска соответственно для вала или корпуса, сопрягаемого с этим кольцом. Посадку под кольцо, имеющее местный вид нагружения, выбирают из таблицы 17 [1].
Радиальная нагрузка Fr = 2500 H, перегрузка до 150%, умеренные толчки и вибрации (статическая), осевая нагрузка отсутствует.
|
|
|
Вид нагружения колец: внутреннего – циркуляционный, наружного – местный.
Из маркировки подшипника следует, что задан радиальный однорядный шариковый подшипник легкой серии, класс точности 6.
Основные размеры подшипника:
посадочный размер наружного кольца D = 52 мм;
посадочный размер внутреннего кольца d = 25 мм;
ширина колец В = 15 мм;
радиус фаски r = 1,5 мм.
Таблица 5 – Предельные отклонения диаметра отверстия внутренних колец d радиальных подшипников по СТ СЭВ 774-77
Таблица 6 – Предельные отклонения диаметра отверстия наружных колец D радиальных подшипников по СТ СЭВ 774-77
В таблицах 5 и 6 находим предельные отклонения посадочных размеров колец.
Внутреннее кольцо d = 25 мм; имеет отклонения:
ES = 0,
EI = - 8 мкм = - 0,008 мм. (L6)
Наружное кольцо D = 52 мм;
es = 0,
ei = - 11 мкм = - 0,011 мм. (l6)
Наружное кольцо испытывает местный вид нагружения.
Для отверстия в корпусе, соединенного с этим кольцом, по таблице 7 выбираем поле допуска Н7. Допуск 30 мкм. Отклонения отверстия ∅52 Н7 составляют:
ES = +30 мкм = +0,030 мм,
EI = 0.
Для внутреннего кольца, испытывающего циркуляционный вид нагружения, определяем интенсивность нагрузки
где Fr = 2500 H = 2,5 кH – радиальная нагрузка;
В = 15 мм = 0,015 м – ширина кольца;
r = 1,5 мм = 0,0015 м – радиус фаски;
К1 – динамический коэффициент посадки (при перегрузке до 150%
К1 = 1; при перегрузке > 150% К1 = 1,8);
К2 – коэффициент, учитывающий ослабление натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале К2 = 1);
К3 – коэффициент неравномерности распределения радиальной на-
грузки между телами качения в двухрядных или сдвоенных
подшипниках (в примере К = 1).
PR = 2,5 /(0,015 – 2*0,0015) *1*1*1 = 208,333 Кн/м
Таблица 7 – Рекомендуемые поля допусков валов и отверстий корпусов под подшипниками качения с местным нагружением колец
Согласно таблице 8, заданным условиям для вала соответствует поле допуска js6. Допуск 13 мкм. Из таблицы Приложения находим предельные отклонения вала ∅25 js6:
es = +6,5 мкм = +0,0065 мм,
ei = - 6,5 мкм = - 0,0065 мм.
Таблица 8 – Допустимые интенсивности нагрузок на посадочных поверхностях валов и корпусов.
Внутреннее кольцо подшипника имеет размер ∅25 
мм.
|
|
|
Вал, соединяемый с этим кольцом, имеет размер ∅25js6 
мм
Наибольший натяг составит:
Nmax = es – EI = +0,0065 – (-0,008) = 0,0145 мм.
Проверим допустимость этого натяга из условия прочности кольца
Где d – диаметр внутреннего кольца подшипника, м.
d = 0,025 м
[ σ р ] – допускаемое напряжение на растяжение, МПа (для подшипниковой стали [ σ р ] ≈400 МПа
k - коэффициент, зависящий от серии подшипника. Для легкой серии k = 2,8
Условие прочности выполняется, так как
[N ] = 0,089 > Nmax = 0,0145
Таблица 9 – Выбор посадки
| Вид кольца | Нагружение | Посадка |
| Внутреннее, посадка на вал | Циркуляционное | Ø25 
|
| Наружное, посадка в корпус | Местное | Ø52 
|
5. Построение схем полей допусков приведено на чертеже рис. 1.
ЗАДАНИЕ 4
|
|
|
