5 Выбор посадки с зазором для подшипника скольжения аналитическим методом.

исходные данные:

материал втулки – баббит.

номинальный диаметр D=55 мм=0.055м

длина соединения L=22 мм=0.022м

число оборотов вала n=2000 об/мин=209 рад/с

радиальная нагрузка R=3000Н

температура смазки Тсмаз=50 град

угол охвата подшипника 180 град

в качестве смазки используем масло марки Индустриальное 50

определяем среднее давление на опору:

определяем относительную длину подшипника:

определяем характеристику режима:

μ=0.04 [Па*с] в соответствии с рекомендациями справочника [3] Таблица 3.6

критическая толщина масляного слоя:

Rz_A=3,2;Rz_B=1,6 – высота неровностей шероховатости поверхностей отверстия и вала;

Δk_A, Δk_B– конусообразности отверстия и вала, которые принимаем равными: ΔkA = ΔkB = 7.5

U– угол перекоса вала относительно втулки, возникающего вследствие прогиба вала, но для жесткого валаU=0;

Δr– радиальное биение, вызванное несоосностью цапф и шейки при трех опорах;

– несоосности втулки и шеек вала относительно общей оси и учитываются только в многоопорных валах, поэтому Δr=0,

относительная критическая толщина масляного слоя:

необходимая толщина масляного слоя:

kж=2 – коэффициент надежности жидкостного трения

hmin=kж*hкр=17,1 мкм

оптимальный относительный зазор:

χ – эксцентриситет; χ=0,5

C_R– коэффициент несущей способности подшипника; C_R= 0.216 (справочник [3] Таблица 3.1)

оптимальный относительный зазор для ∅65:

максимальное значение наименьшей толщины масляного слоя:

предельные относительные функциональные зазоры:

k=0.409 (справочник [3] Таблица 3.3)

m=0.641 (справочник [3] Таблица 3.3)

наибольший и наименьший предельные функциональные зазоры:

S_maxF=Ψ_maxF*D= 113,3 мкм

S_minF=Ψ_minF*D= 5,225 мкм

значения относительного эксцентриситета для предельных функциональных зазоров:

при наибольшем функциональном зазоре:

при наименьшем функциональном зазоре:

переопределение относительного функционального зазора:

k1ϕλ=0.465, λ=0.7(справочник [3] Таблица 3.5)

переопределение наименьшего функционального зазора:

выбор посадки, удовлетворяющей условиям Smin≥SminF и Smax<SmaxF:

посадка, наиболее близко подходящая под заданные условия - ∅55 H7/е7

Smin = 60 мкм

Smax =100 мкм

Sm = 80 мкм

коэффициент запаса точности:

коэффициент долговечности:

6 Выбор посадки с натягом.

исходные данные:

номинальный диаметр D=80 мм=0.08м

диаметр осевого отверстия в вале, d1=20мм=0.002м

диаметр втулки d2=150мм=0.150м

длина соединения L=140мм=0.140м

вращающий момент Мвр=600 Н*м

осевое усилие Рос=28кН=28000 Н

шероховатости отверстия и вала Rza=20мкм,Rzв=20 мкм

материал вала – ст45 (предел прочности σтв=470МПа=4,7*10⁸Па )

материал втулки – ст40ХН (предел прочности σта=980МПа=9,8*10⁸Па )

1) эксплуатационное удельное давление на поверхностях соединений:

Мкр=Мвр=600 Н*м

f1=0.04 – коэффициент трения от воздействия осевой силы (таблица 4.4 справочник [3])

X2=0.93 – коэффициент, учитывающий влияние отношенияl/D(рисунок 4.5 справочник[3])

2) вычисление характера деформации,вызываемого давлением:

_ТА=4,7*10⁸Па_ТВ=9,8*10⁸Па

3) вычисление наиболее допустимое удельное давление:

4) предельные значения натягов:

геометрические коэффициенты:

коэффициенты Пуассона для материалов отверстия и вала:

µ_В=0,3 µ_А=0,26

5) предельные значения натягов с учетом температурных компенсаций и компенсации на смятие неровностей:

6) подбор стандартной посадки:

в соответствии с рекомендациями справочника [1] определяем, что наиболее подходящей посадкойявляется посадка ∅80H8/x8.

7 Выбор посадки подшипника качения.

Требуется выбрать посадки внутреннего и наружного колец подшипника .

Исходные данные:

Основное условное обозначение подшипника – 228

Класс точности подшипника – 6

Вращается ли внутреннее колесо – ДА

Вращается ли наружное колесо – НЕТ

Диаметр осевого отверстия в вале, если он полый dотв=100мм

Наружный диаметр корпуса Dкорм=350мм

Нагрузки: радиальная R– 16кН

Осевая А – 3,2кН

Характер нагрузки – с умеренными толчками, вибрациями и кратковременными перегрузками до 150% от нормальной нагрузки; направление действия нагрузок постоянно.

По условному обозначению подшипника в соответствии с ГОСТ 8338-75 определяем номинальное значение геометрических параметров:

Подшипник 228 – радиальный однорядный подшипник основного конструктивного исполнения открытого типа.

Наружный диаметр наружного кольца D=250мм

Внутренний диаметр внутреннего кольца d=140мм

Ширина колец В=42мм

Радиус закругления кольца r=4мм

Угол контакта тел качения с дорожкой качения наружного кольца α не нормируется.

Так как внутреннее кольцо вращается, а наружное – нет, а направление нагрузки не изменяется, то, в соответствии с рекомендациями таблицы 6,1 определяем, наружное кольцо испытывает местное нагружение, внутреннее кольцо испытывает циркулярное напряжение.

Назначение посадки для местного нагруженного наружного кольца:

Пользуясь рекомендациями табл. 6,2 определяем основное отклонение отверстия6 g,f

Так как класс точности подшипника 6, то для отверстия выбираем предпочтительный 7ой квалитет точности.

Посадка наружного кольца в корпус Ø250 G7/l6

Назначение посадки для циркуляционно нагруженного внутреннего кольца:

Для выбора посадки производим расчет интенсивности радиальной нагрузки P_R , действующей на посадочную поверхность, а затем, воспользовавшись рекомендациями таблицы 6,6, определяем основное отклонение вала.

P_R=(R/b)*k_n*F*F_A

PR– интенсивность радиальной нагрузк, Н/мм

b– рабочая ширина посадочного места, мм

b=B-2r, гдеB– ширина кольца,r– радиус закругления или ширина фаски кольца

R– радиальная нагрузка на подшипник, Н

k_n– динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки (табл. 6,4)

F– коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (табл. 6,5)

D/d=1,78,D/D_корп=0,7, след-ноF=1

F_A– коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузкиRмежду рядами тел качения при действии на них дополнительной осевой нагрузки А (табл. 6,3)

P_R=(16000/(42-2*4))*1*1*1=470,588 Н/мм

Согласно табл. 6,6, находим, что осевое отклонение сопрягаемого с внутренним кольцом вала – js. Так как класс точности подшипника6, то для вала будет предпочтительным 6 квалитет.

Посадка внутреннего кольца на вал Ø140 L6/js6

Вариант 13