4. Выбор, обоснование и расчёт посадок подшипников качения

В соответствии с заданием задан подшипник 311 ГОСТ 8338-81 подшипник шариковый радиальный однорядный с размерами:

• номинальный диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника d = 55 мм;

• номинальный диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца D = 120 мм;

• номинальная ширина подшипника B = 29 мм;

• номинальная высота монтажной фаски r = 3 мм.

Выбираем посадки внутреннего кольца подшипника на вал и наружного кольца в корпус.

Вращающим элементом в узле является вал, поэтому внутреннее кольцо подшипника нагружено циркуляционно, и во избежание проскальзывания кольца относительно вала необходимо выбрать посадку с натягом.

Наружное кольцо подшипника установлено в корпус неподвижно, испытывает местное нагружение, и поэтому необходимо выбрать посадку с зазором.

По ГОСТ 3325-85 табл.1,2:

Предлагаемые посадки внутреннего кольца на вал: , , , .

Выбираем посадку Ø55 L0/k6.

Предлагаемые посадки наружного кольца в корпус: , , , , .

Выбираем посадку Ø120 H7/l0.

Определяем предельные отклонения среднего диаметра отверстия и среднего диаметра наружной цилиндрической поверхности:

d:

Верхнее отклонение ES = 0,

Нижнее отклонение EI = -15 мкм;

Наибольший предельный диаметр отверстия L0max = L0 + ES = 55+0 = =55,000 мм,

Наименьший предельный диаметр отверстия L0min = L0 + EI = 55+(-0,015)= = 54,985 мм.

D:

Верхнее отклонение es = 0,

Нижнее отклонение ei = -15 мкм;

Наибольший предельный диаметр вала

l0max = l0 + es = 120+0 = 120,000 мм,

Наименьший предельный диаметр вала

l0min = l0 + ei = 120+(-0,015) =119.985 мм.

Определяем предельные отклонения и размеры вала Ø55k6:

Допуск на вал IT = 19 мкм,

Нижнее отклонение ei = +2 мкм,

Верхнее отклонение es = IT + ei = 19+2 = 21 мкм;

Наибольший предельный диаметр вала d_max = d + es = 55+0,021 = 55,021 мм,

Наименьший предельный диаметр вала d_min = d + ei = 55+0,002 = 55,002 мм.

Строим схему расположения полей допусков сопряжения Ø55 L6/k6

+21

k6

0

+

+2

l0

–

-15

Рис. 4.1 Схема расположения полей допусков посадки с натягом сопрягаемых деталей

Определяем предельные натяги в посадке:

N_max = d_max – L0_min = 55,021-54,985 = 0,036 мм,

N_min = d_min – L0_max = 55,002-55,000 = 0,002 мм,

N_ср. = (N_max – N_min)/2 = (0,036+0,002)/2 = 0,019 мм.

Определяем предельные отклонения отверстия Ø120H7:

IT = 35 мкм,

Нижнее отклонение EI = 0,

Верхнее отклонение ES = IT + EI = 35+0 = 35 мкм;

Наибольший предельный диаметр отверстия D_max = D + ES = 120+0,035 = =120,035 мм,

Наименьший предельный диаметр отверстия D_min = D + EI = 120+0 =

= 120,000 мм.

Строим схему расположения полей допусков сопряжения Ø120 H7/l6

+35

H7

0

+

–

L0

-15

Рис. 4.2. Схема расположения полей допусков посадки с зазором сопрягаемых деталей

Опредедяем предельные зазоры в посадке:

S_max = D_max – l0_min = 120,035-119,985 = 0,050 мм,

S_min = D_min – l0_max = 120,000-120,000 = 0,

S_ср. = (S_max + S_min)/2 = (0,050+0)/2 = 0,025 мм.

Расчёт на заклинивание:

Для проверки в подшипнике качения радиального зазора рассчитаем увеличение зазора в посадке. Для этого проводят расчёт эффективного натяга для кольца, которое испытывает циркуляционное нагружение:

Nэф. =0,85·Nср. =0,85·0,019=0,01615 мм

Затем определяем диаметральную деформацию беговой дорожки кольца

∆d1 = Nэф.(d/d₀) =0,01615 (55/71.25) = 0,0125 мм

Приведенный внутренний диаметр кольца d₀ =d+(D-d)/4 = 55+(120-55)/4 =71.25 мм

Тогда зазор в подшипнике Gr_пос после посадки с натягом

Gпос = Gr ср. - ∆d1 = 18 – 11.48 = 6.52 мкм

Среднее значение предельного зазора Gr ср. = (Gr min+ Gr max)/2 = (8+28)/2 =18

По ГОСТ 24810-81определяем:

минимальное значение предельного зазора Gr min =8 мкм

максимальное значение предельного зазора Gr max =28 мкм

Заклинивание не произойдёт, так как Gr пос не превышает Gr max

Требования, проставляемые на чертежах вала под посадочную поверхность подшипника:

Шероховатость поверхности:

- посадочной поверхности вала под кольцо подшипника Ra=0,63 мкм;

- торцовой поверхности корпуса заплечника Ra=2,5 мкм и заплечника вала Ra=1,25 мкм;

- посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника Ra=1,25 мкм

Допуск круглости посадочной поверхности вала под кольцо подшипника – 5,0 мкм;

Допуск профиля продольного сечения посадочной поверхности вала под кольцо подшипника – 5,0 мкм;

Допуск круглости посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника – 9 мкм;

Допуск профиля продольного сечения посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника – 9 мкм.

Допуск торцевого биения заплечиков вала – 19 мкм;

Допуск торцевого биения заплечиков корпуса – 35 мкм.

Допуск радиального биения поверхности вала под кольцо подшипника-16мкм

Рис. 4.3