3 Выбор и расчет посадок шпоночного соединения

3.1 Определим номинальные размеры шпонки по табл.4.52, стр.773[2]., исходя из того, что диаметр вала равен 25 (мм), данная шпонка имеет вид в соответствии с ГОСТ 22355-78: 8×7×18;

3.2 Предельные размеры фаски:

мм мм

3.3 Определяем глубину шпоночного паза на валу t₁ и во втулке t₂:

t₁ = 4,0 мм;

t₂ = 3,3 мм

3.4 Определим размеры с учетом d вала:

d - t₁ = 25 – 4 = 21 (мм);

d + t₂ = 25 + 3,3 = 28,3 (мм)

3.5 Радиусы закругления пазов:

r _max = 0,25 мм

r _min = 0,16 мм

3.6 Принимаем, что шпоночное соединение является нормальным, тогда по табл. 4.53, стр. 775 [2] выбираем поля допусков:

• поле допуска на ширину шпонки – h9;

• поле допуска на ширину паза на валу – N9;

• поле допуска на ширину паза во втулке – Js9;

• поле допуска на длину шпонки – h14;

• поле допуска на высоту шпонки – h11.

3.7 Определяем предельное отклонение для размеров t₁ и t₂ по таблице 4.54 стр.776 [2]:

d - t₁ = 21 _-0,2 мм;

d + t₂ = 28,3 ^+0.2 мм.

4 Выбор и расчет посадки для шлицевого соединения

4.1 Исходные данные: 6×16×20

4.2 Принимаем, что шлицевое соединение является прямобочным. Определяем размеры прямобочного шлицевого соединения по таблице 4.58 стр.782 [2]:

число зубьев: z=6

внутренний диаметр: d=16 мм

наружный диаметр: D=20мм

ширина зуба: b=4 мм

фаска: f=0,3^+0,2 мм

радиус закругления: r=0,3 мм

4.2 Принимаем, что шлицевое соединение является не подвижным. Выбираем центрирование по внутреннему диаметру(d), т.к. шлицевая втулка подвергается термической обработке до твердости 40НRC, при этом обеспечивается точное центрирование.

4.3 Выбираем посадку на центрирующий диаметр по таблице 4.60 стр.785[2]:

d —16H7/g6

4.4 Определяем поля допусков для нецентрирующего диаметра D по таблице 4.62 стр.786[2]:

D — 20H12/a11

4.5 Выбираем посадку ширину зуба по таблице 4.61 стр.786[2]:

b —4D9/h9

4.6. Определяем наибольшие и наименьшие зазоры по таблице 1.27 стр.79-127[1]:

• для посадки центрирующего диаметра:

S _max =ES-ei=18-(-17)=25 (мкм);

S _min =EI-es=0-(-6)=6 (мкм);

• для посадки не центрирующего диаметра:

S _max = ES-ei =210-(-430)=640 (мкм);

S _min =EI-es=0-(-300)=300 (мкм) ;

• для посадки на ширину шлица:

S _max =ES-ei=60-(-30)=90 (мкм);

S _min = EI-es=30-0=30 (мкм).

4.7 Записываем обозначение шлицевого соединения с учётом найденных посадок:

5 Расчет и выбор посадок для соединения с подшипником качения

5.1 Исходные данные:

d = 30 мм

D = 72 мм

B = 19 мм

r = 2 мм

R = 500 Н

5.2 Определяем интенсивность нагрузки по формуле:

где - интенсивность нагрузки

R - радиальная реакция опоры на подшипник,

b - рабочая ширина посадочного места определяется по формуле (15);

b = B-2r, (15)

где B - ширина подшипника;

r - ширина фаски;

b=19-22 = 15 (мм),

K_п - коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки.

F - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом или тонкостенном корпусе.

F_A – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки R между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки А на опору:

Принимаем K_п = 1,8, т.к. наблюдаются сильные толчки и вибрации, перегрузка достигает 300%.

Т.к. вал является сплошным, то F = 1

Т.к. подшипник является радиальным, принимаем коэффициент F_A=1.

5.3 Определяем по табл. 4.82 стр.818 [2] поле допуска на вал, сопрягающимся с внутренним кольцом подшипника: Ø25k6

5.4 Определяем поле допуска на отверстие в корпусе (стакане подшипника), поверхность которого сопрягается с наружным кольцом подшипника. Внутреннее кольцо испытывает циркуляционный вид нагружения т.е. вращается вместе с валом, а внешнее кольцо испытывает местный вид нагружения. По табл. 4.82 стр.818 [2] выбираем посадку:

Ø62H7.

5.5 Определяем предельные отклонения на диаметры по табл. 1.27 стр. 79 [2]:

Ø72H7: Ø30k6:

ES=+30 мкм es=15 мкм

EI=0 мкм ei=2 мкм

5.6 Для подшипника принимаем 0 класс точности из ряда: 0; 6; 5; 4; 3; 2. Поле допуска на посадочный диаметр внутреннего кольца подшипника L0; поле допуска на посадочный диаметр кольца подшипника: l0.

5.7 Определяем предельные отклонения на наружный и внутренний диаметр по табл. 4.70 стр. 806 [2]:

Ø30L0: Ø72l0

ES=0 мкм es=0 мкм

EI=-10 мкм ei=-13 мкм.

5.8 Проверяем правильность назначения поля допуска на вал:

Наименьший допустимый натяг, выбранной посадки ø55 L0/k6, обеспечивающий необходимую прочность соединения кольца подшипника с валом

где N_min – наименьший расчетный натяг, обеспечивающий необходимую прочность соединения циркуляционно нагруженного кольца подшипника с валом, мм;

R – наибольшая радиальная нагрузка на подшипник, кН;

 - коэффициент, принимаемый приближенно для подшипников средней серии – 2,8;

b - рабочая ширина кольца подшипника, м.

Во избежание разрыва кольца выбранную посадку Ø55 L0/k6 следует проверить, чтобы средний натяг (мм) посадки не превышал значения, допускаемого прочностью кольца:

N_ср>

13,5 мкм > 1,213 мкм

Поле допуска на вал выбрано верно.