5 Розрахунок та вибір посадок шідшипників кочення

Для підшипників, які служать підтримкою ведучої вал-шестерні редуктора (мал. 1, 2, 3, 4, 5) розрахувати та вибрати посадки внутрішнього кільця на вал та зовнішнього кільця у корпус. Зробити перевірку посадового зазору по найбльшому натягу вибраної посадки. Накреслити схеми розташування полів допуску вибраних посадок та виконати креслення підшипникового вузла із зазначенням посадочних розмірів.

Приклад розрахунку:

Вихідні дані: підшипник 6-46312, посаджений на стальний вал та в чавунний корпус. Радіальне навантаження R=11кН, осьове А=3,6кН. Внутрішне кільце підшипника навантажене циркуляційно, зовнішнє-місцевим навантаженням з сильними ударами та вібраціями, можливе перевантаження 300%. Корпус редактора нероз'ємний.

Рішення:

1. Визначаемо основні геометричні розміри підшипникпо таблицях технічних характеристик [6, 7, 8, 9]. ГПдшипник 6-46312 виконаний по шостому класу точності, радіально - упорний, середньої серії. Основні параметри:

Д=60 мм - номінальний діаметр внутршнього кільця;

d=130 мм - номінальний діаметр зовнішнього кільця;

В=31 мм = ширина кілець підшипника;

г=3,5 мм - радіус кромок внутрішнього кільця;

β=26 ° - кут контакту тіл кочення з доріжкою кочення.

Характер сполучення підшипника з валом та корпусом залежить від умов його експлуатації, від величини і характеру навантаження кілець. Місцево навантажені кільця повинні мати посадку із зазором чи перехідну. Коливально-навантажувальні кільця

повинні мати перехідну посадку. В даних схемах усіх редукторів внутрішні кільця підшипників мають характер циркуляційного наванта­ження, а зовнішні кільця місцевого навантаження.

При циркуляційному навантаженні кілець підшипників посадки вибираються по величині інтенсивності радіального навантаження на посадочну поверхню Р_r по таблиці 9. Вибір посадок для місцево навантажених кілець робимо по таблиці 10.

1. Визначаемо інтенсивність навантаження на посадочну поверхню внутрішнього кільця за формулою:

(5.1)

Приклад: Знаходимо значения величин, які входять у формулу (5.1):

R - радіальне навантаження, R= 11 кН= 11000 Н;

b -робоча ширина посадочного місця; b=В-2*г=31 -2*3,5=24 мм;

Кп - динамічний коефіцієнт посадки, Кп=1,8.

При навантаженні 180%, помірних поштовхах та вібрації Кп=1, при навантаженні 300%, сильних ударах та вібрації Кп=1,8.

За умовами вихідних даних приймаємо:

F - коефіцієнт, враховуючий ступінь послаблення посадочного натягу при порожньому валі. При суцільному валі F=1.

F_A - коефіцієнт нерівності радіального навантаження при дії осьового нава­нтаження А на опору. При відсутності осьового навантаження, а також β = 0 приймаємо F_A =1.

Значення F_A, які залежать від величини (А/В)*сtgβ приведені у табл. 11.

У прикладі:

і F_A=1,6

Підставивши чисельні значення у формулу (5.1), маємо:

3. Вибираємо посадки внутрішнього та зовнішнього кілець підшипників.

Приклад:

Для діаметру внутрішнього кільця Д=60 мм та розрахованої інтенсивності навантаження P_R=1320 Н/мм по таблиці 9 вибираємо посадку на вал Ø 60 кб.

Для посадочного діаметра зовнішнього кільця d=130 мм при нероз'ємному корпусі редуктора та навантаження з сильними ударами і вібрацією по табл. 10 вибираємо посадку в корпус Ø130 Н7.

4.Визначаемо найбільший та найменший граничні зазори та натяги при посадці внутрішнього кільця підшипника на вал, а також граничні натяги та зазори при посадці зовнішнього кільця у корпус редуктора. Для цього визначаємо граничні відхилення: для внутрішнього та зовнішнього діаметрів підшипника по табл. [5]; для вала 1 отвору корпуса по таблицях [4].

Приклад: Величини граничних відхилень дорівнюють: для внутрішнього діаметру підшипника Ø 60 по табл. 4.82 [5].

для зовнішнього діаметра підшипника Ø130 по табл 4.83 [5]

17

для вала Ø 60кб по табл. 1.29 [4]

для отвору Ø130Н7 по табл. 1.27 [4]

У з'єднанні підшипник-вал натяги дорівнюють:

;

У з'єднанні підшипник - корпус зазори дорівнюють:

;

5 визначаємо посадовий радіальний зазор між кільцями та тілами кочення у підшипнику при вибраній посадці:

∆D_{2, мкм ,} (5.2)

де - середнє значення початкового радіального зазору, який визначається як середнє арифметичне значення з найбільшого і найменшого початкових радіальних, які взяті з табл. 12.

(5.3)

∆D₂ - діаметральна деформація бігової доріжки кільця після посадок його на вал з натягом, визначається за формулою:

∆D₂₌ (5.4)

де D- номінальний діаметр внутрішнього кільця, мм;

d- номінальний діаметр зовнішнього кільця, мм;

N_max - максимальний табличний натяг вибраної посадки внутрішнього кільця

на вал, мкм.

Приклад: по табл. 12 для Ø 60 мм:

;

За формулою (5.2) визначаємо посадочний зазор:

Визначене додатне значения посадочного зазору свідчить про те, що між тілами кочення та біговими доріжками є зазор. Значить вибрана посадка підшипника на вал задовільнює експлуатаційним потребам.

Якщо одержуємо від'ємне значения посадочного зазору (S_пос<0), що свslчить про те, що між тілами кочення та біговими доріжками є натяг. Це недопусти­мо, так як будемо мати заклинювання тіл кочення. Для виключення заклинювання необхідно вибрати іншу посадку підшипника на вал з меншими граничними відленнями вала.