1. Расчёт и выбор посадок подшипников качения

Исходными данными являются:

Роликовый конический подшипник 7211

С_гост = 65000 Н; Р_усл = 4000 Н; d = 55 мм; D = 100 мм

Р_усл = 4000 Н 0,07С = 4550 Н

Режим работы: лёгкий

Посадка на вал: Циркуляционная нагрузка, лёгкий -

Посадка в корпус: Местная нагрузка, лёгкое -

Для роликового конического подшипника класса точности 0 найдём:

Для d = 55мм:

ES = 0мкм; EI = -12мкм

Для D = 100мм:

es = 0мкм; ei = -18мкм

Для поля допуска k6 диаметра d = 55мм вала:

es = +21мкм

ei = +2мкм

Для поля допуска H7 диаметра D = 100мм отверстия:

ES = +40мкм

Ei = 0мкм

Предельные натяги в соединении подшипника с валом:

N_max = es – EI = +21 - (-12) = 33мкм

N_min = ei – ES = +2 – 0 = 2мкм

Предельные зазоры в соединении с корпусом:

S_max = ES – ei = +40 – (-18) = 58мкм

S_min = EI – es = 0 – 0 = 0мкм

Рис. 1 Схема полей допусков посадки 55

Рис. 2 Схема полей допусков посадки

2. Расчёт и выбор посадок с натягом

X = =

Номинальный диаметр соединения: d =

Длина соединения: l=

Диаметр зубчатого венца по впадинам:

Диаметр отверстия в ступице:

Коэффициенты Лямэ:

Наименьший расчётный натяг:

Примем R₁ = 3,2; R₂ = 6,3

Поправка на шероховатость:

Примем по таблице

Поправка, учитывающая ослабление натяга при нагреве деталей в процессе работы механизма:

Наименьший функциональный натяг:

Допускаемое давление на плоскости сопряжения:

Определим наибольший расчётный натяг в соединении:

Поправку на неравномерность распределения удельного давления вдоль поверхности сопряжения принимаем u_уд = 0,73 по графику.

Определяем наибольший функциональный натяг:

По справочнику из посадок ЕСДП выбираем посадку с натягом, наиболее удовлетворяющую приведённым выше условиям:

с натягами N_min = 150мкм и N_max = 350мкм, приводимыми в справочнике для удобства выбора в готовом виде. Проверим по предельным отклонениям найденные значения предельных натягов:

N_min = ei – ES = 310 – 160 = 150мкм

N_max = es – EI = 350 – 0 = 350мкм

Запас прочности соединения в эксплуатации (по отсутствию проворачивания):

Запас прочности деталей при сборке:

Рис. 3 Схема расположения полей допусков посадки

3. Расчёт и выбор переходных посадок

Исходные данные для соединения червячного колеса с валом:

Диаметр соединения в ступице d₁ = 64мм

Длина соединения l =

Допуск радиального биения червячного колеса для 8 класса точности колеса: F_r = 71мкм

1. Наибольшее функциональное значение параметра посадки:

По таблицам находим, что для вероятности P = 0,8 зазора в соединении параметр z = 0,84:

Таким образом получаем, что должны соблюдаться следующие условия

Таким значениям N_max ­­и S_max удовлетворяет посадка , обеспечивающая N_max ­­= 18мкм и S_max = 23мкм.

По таблицам справочника находим, что выбранную посадку образуют отверстие и вал со следующими размерами: и соответственно.

Рис. 4 Схема расположения полей допусков посадки

4. Размерный анализ и расчёт допусков в размерных цепях методом пригонки

В редукторе установлена червячная передача 8-го класса точности с модулем зацепления m = 3,5…6,3, а межосевое расстояние .

Тогда предельное смещение средней плоскости указанного червячного зацепления определяется по ГОСТ 3675-81: находим, что предельное смещение , а значит требуемый допуск замыкающего звена , а замыкающий размер можно записать как .

А₁ = 110мм

А₂ = 55мм

А₃ = 22,75мм

А₄ = 14мм

Рис. 5 Эскиз редуктора до введения компенсатора в размерную цепь и схема размерной цепи: 1 – корпус редуктора; 2 – червяк; 3 – червячное колесо; 4 – ступица червячного колеса; 5 – подшипник качения; 6 – крышка подшипника качения; 7 – вал червячного колеса

Согласно ГОСТ 25346-89 перечисленным номинальным размерам по 11-ому квалитету соответствуют следующие допуски:

ТА₁ = 190мкм

ТА₂ = 160мкм

ТА₄ = 110мкм

Что касается подшипника качения, т по ГОСТ 520-2011 подшипнику качения 7211 класса 0 соответствуют следующие предельные отклонения: _, , а значит допуск:

_.

Если расчёт вести методом максимума-минимума:

Если расчёт вести вероятностным методом:

Размер компенсации при расчёте методом максимума-минимума:

Размер компенсации при расчёте вероятностным методом:

Вводим в размерную цепь компенсатор. В отличие от назначения звена в качестве компенсатора, введение дополнительного звена не отразится на экономической составляющей расчётов. Номинальный размер компенсатора К = 2мм, а значит размер звена А₁ необходимо уменьшить на 2мм. Звено К – увеличивающее.

С учётом того, что предельные отклонения звеньев и были определены выше, из соответствующих нормативных документов, выпишем предельные отклонения звеньев:

Подставив указанные выше предельные отклонения, найдём середины полей допусков:

Рис. 6 Эскиз редуктора после введения компенсатора в размерную цепь и схема размерной цепи: 1 – корпус редуктора; 2 – червяк; 3 – червячное колесо; 4 – ступица червячного колеса; 5 – подшипник качения; 6 – крышка подшипника качения; 7 – вал червячного колеса; 8 - компенсатор

Таким образом, предельные размеры компенсатора, определённые методом максимума-минимума:

А при допуске на заготовку :

Предельные размеры компенсатора, определённые вероятностным методом:

При допуске на заготовку :