4 Выбор и расчет параметров подшипника качения

4.1 Основные теоретические сведения

Подшипники качения – наиболее распространенные стандартные сборочные единицы, изготавливаемые на специализированных заводах. Они обладают полной внешней взаимозаменяемостью по присоединительным поверхностям, определяемым наружным диаметром D наружного кольца и внутренним диаметром d внутреннего кольца, и неполной внутренней взаимозаменяемостью между телами качения и кольцами. Вследствие малых допусков зазоров и малой допускаемой разноразмерности комплекта тел качения кольца подшипников и тела качения подбирают селективным методом. Полная взаимозаменяемость по присоединительным поверхностям позволяет быстро монтировать и заменять изношенные подшипники качения при сохранении их хорошего качества; при несоблюдении полной взаимозаменяемости качество подшипников ухудшается.

По ГОСТ 520-71 установлено пять классов точности подшипников, обозначаемых 0; 6; 5; 4; 2.

Класс точности подшипника выбирают исходя из требований, предъявляемых к точности вращения и условиям работы механизма.

Подшипники изготовляют с отклонением размеров внутреннего и наружного диаметров, не зависящих от посадки, по которой их будут монтировать. Для всех классов точности верхнее отклонение присоединительных диаметров принято равным нулю.

Посадку подшипника качения на вал и в корпус выбирают в зависимости от типа и размера подшипника, условий его эксплуатации, значения и характера действующих на него нагрузок и вида нагружения колец. Согласно ГОСТ 3325-55 различают три основных вида нагружения колец: местное, циркуляционное и

колебательное.

Посадки следует выбирать так, чтобы вращающееся кольцо подшипника было смонтировано с натягом, исключающим возможность обкатки и проскальзывания этого кольца по посадочной поверхности вала или отверстия в корпусе в процессе работы под нагрузкой; другое кольцо должно быть установлено с зазором. Следовательно, при вращающемся вале, соединение внутреннего кольца с валом должно быть неподвижным, а наружное кольцо установлено в корпусе с небольшим зазором; при неподвижном вале соединение внутреннего кольца с валом должно иметь посадку с небольшим зазором, а наружного кольца с корпусом должно быть неподвижным. Рекомендуемые посадки для подшипников качения и примеры их применения приведены в ГОСТ 3325-55 (СТ СЭВ 773-77).

4.2 Расчет посадки для подшипника качения

Подшипник № 211

Диаметр внутреннего кольца подшипника d = 55мм

Диаметр наружного кольца подшипника D = 100мм

Ширина подшипника B = 21мм

Координата монтажной фаски кольца r = 2,5мм

Радиальная нагрузка R = 1000 H

Перегрузка до 300%

4.2.1 Определяем параметры посадки внутреннего кольца подшипника на вал

Для передачи радиальной нагрузки подшипник должен быть напрессован на вал, т.е. иметь соединение с натягом, минимальная величина которого вычисляется по зависимости:

При выборе поля допуска вала необходимо выполнить условие:

Этому условию соответствует посадка Ø55 минимальный натяг которой равен 0,011мм. Т.к. 0,011≥0,0023, условие выполняется и посадка выбрана верно.

Во избежание разрыва кольца при запрессовке подшипника на вал, необходимо выбранную посадку проверить, чтобы максимальный натяг соединения не превышал значения, допускаемого прочностью кольца.

Максимальный натяг соединения ВКП-вал находится по формуле:

Т.к. 0,195 0,045 – условие выполняется, поэтому разрыва кольца не произойдет.

Выбираем посадку из таблицы 9.3[2,с.238]: Ø55

Производим расчет посадки внутреннего кольца подшипника на вал:

Определяем предельные размеры отверстия Ø55 LO:

ES=0мм

EI=-0,015 мм

Определяем наибольший диаметр отверстия D_max (1.1):

Определяем наименьший диаметр отверстия D_min(1.2):

Определяем допуск отверстия TD (1.3):

Определяем координату середину поля допуска отверстия E_c (1.4):

Определяем основное отклонение поля допуска отверстия:

ES = 0

Определяем средний диаметр отверстия Dm, мм [2, с.10]:

(4.1)

где D – номинальный диаметр, мм;

Ec - координата середины поля допуска отверстия, мм.

Определяем предельные размеры вала Ø55 m6:

es = 0,030мм

ei = 0,011мм

Определяем наибольший диаметр вала d_max, мм (1.5):

Определяем наименьший диаметр вала d_min, мм (1.6):

Определяем допуск вала Td, мм (1.7):

Определяем координату середину поля допуска вала e_c, мм (1.8):

Определяем основное отклонение поля допуска вала:

ei = 0,011 мм

Определяем средний диаметр вала d_m, мм [2, с.10]:

, (4.2)

где d - номинальный диаметр, мм;

e_c - координата середины поля допуска вала, мм.

Определяем предельные значения натягов посадки Ø55 :

Наибольший натяг N_max, мм (2.2):

Наименьший натяг Nmin, мм (2.3):

Определяем средний натяг Nm, мм (2.4):

Определяем допуск посадки T(N), мм [1, с. 9]:

(4.3)

где TD - допуск отверстия TD, мм;

Td - допуск вала, мм.

4.2.2 Определяем параметры посадки наружного кольца подшипника в корпус

Выбираем посадку наружного кольца подшипника в корпус из таблицы 9.4 [2.с.239] и производим расчет ее характеристик: Ø 100

Определяем предельные размеры отверстия Ø100 H8:

ES=0,054мм

EI= 0 мм

Определяем наибольший диаметр отверстия D_max, мм (1.1):

Определяем наименьший диаметр отверстия D_min, мм (1.2):

Определяем допуск отверстия TD, мм (1.3):

Определяем координату середину поля допуска отверстия E_c, мм (1.4):

Определяем средний диаметр отверстия:

(4.4)

Определяем предельные размеры вала Ø100 lo:

es = 0

ei = -0,015мм

Определяем наибольший диаметр вала d_max, мм (1.5):

Определяем наименьший диаметр вала d_min, мм (1.6):

Определяем допуск вала Td, мм (1.7):

Определяем координату середину поля допуска вала e_c, мм(1.8):

Определяем основное отклонение поля допуска вала:

es = 0

Определяем средний диаметр вала d_m, мм:

(4.4)

Определяем предельные значения зазоров и натягов посадки Ø 100 :

Наибольший зазор S_max, мм (1.9):

Наибольший натяг N_max, мм (2.2):

Определяем допуск посадки T(S,N),мм [1, с. 9]:

(4.5)