Исходные данные:

1. Чертеж узла, в котором используют подшипник качения - рисунок 5.1;

2. Номер подшипника - 312.

3. Значение радиальной нагрузки на опоре подшипника - 6 кН;

4. Характер нагрузки - вибрация, удары, большая перегрузка.

1. По чертежу узла (рисунок 5.1) определяем вид нагружения колец. В данном узле вращается вал, поэтому наружное кольцо испытывает местную нагрузку, а внутреннее – циркуляционную.

2. Из справочников /3,5/ выписываем основные размеры заданного подшипника:

Внутренний диаметр подшипника–d = 60 мм;

Наружный диаметр подшипника–D = 130 мм;

Ширина подшипника В_к = 31 мм;

Радиус закругления фаски r = 3.5 мм;

3. Определяем для циркуляционно нагруженного кольца (в нашем случае для внутреннего) интенсивность радиальной нагрузки по формуле (5.1):

.

4. Определив интенсивность для циркуляционно нагруженного кольца, по таблице 17 /1/ выбираем поле допуска для вала, сопрягаемого с этим кольцом: при Р_R=450 кН/м и d=60 мм выбираем–к6.

Рисунок 5.2 Схема расположения полей допусков сопряжений: а) «наружное кольцо – корпус» б) «внутреннее кольцо – вал».

Тогда запишем условное обозначение соединения «внутреннее кольцо–вал»:

Ø 60L0/к6.

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

Посадку под кольцо, имеющее местный вид нагружения, выбирают из таблицы 18 /1/. Для D=130 мм–Н7, система отверстия. Условное обозначение соединения «корпус – наружное кольцо подшипника»:

Ø 130Н7/l0,

где l0 – поле допуска наружного кольца подшипника нулевого класса точности.

5. Исходя из выбранных посадок выполняем схемы полей допусков.

Содержание отчета

В отчет по проделанной работе необходимо включить:

1. Классификацию и обозначение подшипников (п. 3.3 и 3.4)

2. Расчет и подбор посадок подшипника по выданному преподавателем варианту задания.

3. Схему полей допусков выбранных посадок колец подшипника на вал и в корпус.

вопросы ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. По какому принципу построены обозначения подшипников?

2. Виды нагружения колец подшипников. Примеры.

3. Какие применяются посадки колец в зависимости от вида нагружения?

4. Как определяется интенсивность нагрузки для кольца подшипника?

5. Как по интенсивности нагрузки выбирается посадка кольца подшипника качения?

6. Что влияет на выбор посадки кольца подшипника при местном нагружении?

7. Особенности расположения полей допусков колец подшипника и чем они вызваны?

Практические занятия № 6.

Выбор посадок шпоночных и шлицевых соединений

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ

Научиться обоснованно назначать поля допусков для шпоночных и шлицевых соединений.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Шпонки предназначены для передачи крутящего момента и в зависимости от характера соединения применяется посадка свободная, нормальная, плотная.

В шпоночных соединениях центрирование осей обеспечивается по цилиндрическим поверхностям вала и втулки.

Шпонки в условиях машиностроительного производства изготовляются независимо от характера соединения: по ширине h 9, по высоте t по h 11.

Необходимый характер соединений обеспечивается различными полями допусков на ширину паза на валу и во втулке, рисунок 2

а)

б)

Рисунок 6.1 а) шпоночное соединение; б) призматическая шпонка

1-вал; 2-шкив (маховик); 3-призматическая шпонка.

Рисунок 6.2 Схема полей допусков для соединения с призматической и клиновидной шпонками ГОСТ 23360 -78 и ГОСТ 24068 – 80

Рисунок 6.3 Поля допусков паза на валу и во втулке шпоночного соединения

Свободный тип шпоночного соединения применяется для неответственных соединений передающих небольшие нагрузки с целью обеспечения легкости сборки.

Нормальный тип шпоночного соединения применяется для передачи средней по величине нагрузки и стесненных условиях сборки.

Плотное соединение применяется при передачи значительных крутящих моментов и при редкой разборки.

Для выбора полей допусков в соединениях сегментных шпонок с валом или втулкой см. ГОСТ 24071-68.

Шлицевое соединение при одинаковых размерах вала обеспечивает большую передачу крутящего момента по сравнению со шпоночным соединением и хорошее центрирование соединений поверхностей.

Рисунок 6.4 а) шлицевое соединение; б) центрирование по наружному диаметру

1-шлицевой вал; 2- шлицевая втулка (зубчатое колесо, маховик).

Для обеспечения нормальной работы шлицевого соединения необходимо обеспечить соосность соединения деталей. Это достигается следующими способом: центрированием по наружному диаметру. Тогда шлицевая втулка устанавливается по наружному диаметру D шлицевого вала. Такое центрирование применяется широко, так как оно является технологичным в изготовлении, рисунок 6.4 б)

Рисунок 6.5 Схема центрирования по диаметру d

Точность посадки при центрировании по диаметру D обеспечивается круглым наружним шлфованием.

Центрирование по внутреннему диаметру d применяется когда шлицевая втулка имеет высокую твердость после термообработки, рисунок 6.5

Точность шлицевого соединения обеспечивается внутренним шлифованием, процесс дорогой.

Рисунок 6.6 Схема центрирования по ширине шлиц b

Допускается не указывать поля допусков у нецентрированного  d. Центрирование по внутреннему  d применяется в подвижных соединениях.

Точность посадки по внутреннему  d обеспечивается за счет внутреннего шлифования втулки, а точность по внутреннему  d шлицевого вала обеспечивается на шлицах шлифовальных станков.

Центрирование по боковым поверхностям зубьев применяется при невысоких требованиях к точности соединения.

вопросы ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Какое назначение имеют шпоночные соединения?

2. Какие виды шпоночных соединений применяются в машиностроении?

3. В какой системе осуществляется посадка призматической шпонки в паз втулки и вала и почему?

4. Какие виды посадок призматических шпонок используются в практике?

5. Какое назначение имеют шлицевые соединения?

6. Какие виды шлицевых соединений используются в практической деятельности?

7. Какие способы центрирования шлицевого вала с втулкой применяются в промышленности?

8. Каким образом на сборочном чертеже обозначается шлицевое соединение?

9. Как на рабочем чертеже нормируется точность изготовления шлицов на вале и во втулке?

Практические занятия № 7.