Пример решения:

Провести расчет и выбор посадки для гладкого цилиндрического соединения 50 для обеспечения предельных расчетных зазоров S_{p (max)} = 105 мкм, S_{p (min)} = 32 мкм. Посадка в системе отверстия (cH).

1. определим допуск зазора по формуле: TS = S_{p (max)} - S_{p (min)}

TS = 105 – 32 = 73 мкм

2. определим квалитет точности.

Число единиц допуска определим по формуле: a_ср = TS (TN)/2*i

где i - единица допуска, мкм, (для  50 - i = 1,71 мкм)

a_ср = 73/2*1,71 = 20,3

Находим ближайшее табличное значение (а = 16), что соответствует 7 квалитету точности (IT7)

3. Определим шероховатости поверхности деталей соединения.

Для IT5 … IT10: R_ZD ≤ 0,125TD, R_Zd ≤ 0,125Td

где TD = Td = 25 мкм (по таблице допусков для 50 и IT7)

R_ZD = R_Zd = 0,125 * 25 = 3,1 мкм

4. Вычислим предельные технологические зазоры по формулам (2):

S_{т (max)} = 105 - 1,4*(3,1 + 3,1) = 96,3 мкм,

S_{т (min)} = 32 - 1,4*(3,1 + 3,1) = 23,3 мкм.

5. Выбираем стандартную посадку:

а) определяем основное отклонение вала по условию (9): es ≤- S_{т (min)} = - 23 мкм.

По таблице значений основных отклонений валов принимаем es=-25 мкм, что соответствует полю допуска “f” /1/.

б) определим возможную сумму допусков по условию (11):

(TD + Td) ≤ 96 - |-25| = 71 мкм.

Принимаем TD = 39 мкм - IT8, Td = 25 мкм - IT7 /1/.

TD + Td = 39 + 25 =64 < 71

в) записываем выбранную посадку:

6. Уточняем шероховатость поверхности деталей по принятым квалитетам точности по формулам (3) или (4)

R_ZD = 0,125 * 39 = 4,9 мкм, принимаем R_ZD=4 мкм; R_Zd = 3,2 мкм /2/.

7. Проверим условия правильности выбора полей допусков (7):

S_{с (min)} = EI – es=0 – (-25) = 25 > 23 = S_{т (min)}

S_{с (max)} = ES – ei=39 – (-50) = 89 < 96 = S_{т (max)}

Условия выполняются - посадка выбрана верно.

8. Изобразим схему полей допусков соединения

Рисунок 1 Схема полей допусков.

9. Вычертим эскизы соединения и его деталей.

Рисунок 2 Эскизы соединения и его деталей.

2 Расчет и выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с подшипниками качения Цель задания:

Научиться назначать поля допусков, для деталей сопрягаемых с подшипниками качения и обозначать их посадки на чертежах.

Исходные данные:

1. Номер подшипника

2. Значение радиальной нагрузки

3. Чертеж узла, в котором используется подшипник

Содержание задания:

1. Определение конструктивных размеров заданного подшипника качения.

2. Обоснование характера нагрузки подшипника.

3. Установление вида нагружения колец подшипника.

4. Расчет и выбор посадки подшипника на вал и в корпус.

5. Построение в условном масштабе схем полей допусков для соединений «корпус-подшипник» и «подшипник-вал».

6. Эскизы подшипникового узла и деталей, сопрягаемых с подшипником.

Методические указания:

Конструктивные размеры подшипника (D, d, B_к, r) определяются по его номеру в соответствии с ГОСТ 8338-85. Характер нагрузки подшипника обосновывается самостоятельно в зависимости от условий работы заданной конструкции узла. Вид нагружения показывает, какая часть беговой дорожки каждого кольца воспринимает радиальную нагрузку. Различают три вида нагружения колец подшипников: циркуляционное, местное и колебательное.

Выбор посадок осуществляют в зависимости от вида нагружения колец подшипника и режима работы.

Для циркуляционно или колебательно нагруженных колец посадка должна обеспечивать неподвижное соединение с сопрягаемой деталью. Этим обеспечивается равномерный износ беговой дорожки кольца и не будет износа поверхностей в местах контакта кольца с валом или корпусом. При этом учитывается интенсивность нагрузки и условия работы подшипника. Интенсивность нагрузки определяется по формуле /1,3/:

(16)

где R – радиальная нагрузка, кН;

В – рабочая ширина кольца подшипника, В = В_к - 2·r , мм;

В_к – конструктивная ширина подшипника, мм;

r – радиус закругления или координата фаски, мм;

К_n – динамический коэффициент посадки. При нагрузке с умеренными толчками и вибрацией, перегрузка до 150%, К_n = 1. При нагрузке с сильными ударами, перегрузка до 300% К_n = 1,8.

F – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале и тонкостенном корпусе. Для сплошного вала и массивного корпуса F =1;

F_A – коэффициент неравномерности распределения интенсивности нагрузки между рядами роликов в двухрядных подшипниках. При отсутствии осевой нагрузки F_A =1.

В зависимости от значения интенсивности нагрузки по таблицам выбирается посадка для циркуляционно нагруженного кольца. Для местно нагруженных колец посадку выбирают в зависимости от условий работы, размера подшипника.

Пример решения:

Исходные данные:

1. Номер подшипника 208;

2. Радиальная нагрузка 8,5 кН;

3. Конструкция узла (вал - вращается, корпус – неподвижный).

1. Определим конструктивные размеры заданного подшипника.

В соответствии с ГОСТ 8338-75 для подшипника № 208 выбираем: d =40 мм – внутренний диаметр; D =80 мм – наружный диаметр; b =18 мм – ширина кольца; r =2,0 мм – радиус фаски.

2. Обоснуем характер нагрузки подшипника.

По чертежу узла с учётом условий его работы обоснуем характер нагрузки подшипника: из анализа чертежа принимаем условие работы узла с ударами и вибрацией, перегрузка до 300%.

3. Установим виды нагружения колец подшипника: внутреннее кольцо нагружено циркуляционно, т.к. подвергается нагружению при вращении; наружное кольцо нагружено местно, т.к. нагружается только определённое место кольца.

4. Рассчитаем интенсивность радиальной нагрузки по формуле (16), учитывая при выборе коэффициентов характер нагрузки, конструкцию вала и корпуса под подшипник, вид подшипника качения. Принимаем: K_n = 1,8 – удары, вибрации; F = 1 – вал сплошной; F_a = 1 – подшипник однорядный.

Тогда

При P_R =1093 кН/м и d=40 мм под циркуляционно нагруженное кольцо выбираем поле допуска – k6 /1/

Условное обозначение соединения «внутреннее кольцо – вал» – Ø40 L0/k6

где L0 – поле допуска внутреннего кольца подшипника нулевого класса точности.

Под местно нагруженное кольцо для D=80 мм выбираем поле допуска H7 /1/.

Условное обозначение соединения «наружное кольцо – корпус» – Ø80H7/l0

где l0 – поле допуска наружного кольца подшипника нулевого класса точности. Отклонения колец подшипников определяем по справочнику /1,3/.

5. Построим схему полей допусков.

Рисунок 3. Схемы полей допусков соединений: «внутреннее кольцо – вал» и «наружное кольцо – корпус».

6. Вычертим эскизы подшипникового узла и деталей, сопрягаемых с подшипниками.