книги из ГПНТБ / Брук С.И. Основы взаимозаменяемости и технические измерения учеб. пособие с элементами программир. обучения

всую посадку из условия обеспечения неподвижности соединения, приняв коэффициент трения / = 0,1.

1. .Обеспечение прочности сопрягаемых деталей. 2. Ограничение относи­ тельного перекоса и смещения деталей. 3. Минимальная величина темпера­ турных деформаций. 4. Обеспечение необходимого запаса размеров на износ. 5. Обеспечение условий жидкостного трения деталей.

Столь

ж.

№17. Влияние каких факторов учитывается при расчете минимального зазора подвижной посадки? Укажите неправильный ответ.

1. Погрешности герметической формы деталей. 2. Допуски на сопряжен­ ные размеры деталей. 3. Температурные деформации деталей. 4. Рост чугуна.

5.Минимальная толщина масляного слоя.

№18. Каковы последствия чрезмерно большого зазора подвижной посадки? Укажите неправильный ответ.

1. Нарушение требуемой точности взаимного расположения деталей. 2. Уменьшение размерного запаса на износ деталей. 3. Ухудшение условий смазки. 4. Увеличение ударной нагрузки. 5. Повышенный износ деталей.

Г Л А В А IV

Допуски и посадки подшипников качения

Подшипники качения являются рамостоятельнымисборочными единицами. Они изготавливаются централизованно, являясь изде­ лиями специальных шарикоподшипниковых заводов. При констру­ ировании и изготовлении различных машин и приборов подшип­ ники качения используются как готовая покупная деталь. Ука­ занное обстоятельство сделало целесообразным применение к эле­ ментам подшипников качения специальной системы допусков (см. ГОСТ 520—55. Шарико- и роликоподшипники. Технические условия).

На детали машин, сопрягаемые с подшипниками качения, допуски назначаются по. общесоюзной системе допусков на глад­ кие цилиндрические сопряжения. Условия выбора последних регламентируются ГОСТ 3325—55. (Шарико- и роликоподшипники. Посадки).

Ниже рассмотрены особенности существующей системы допус­ ков на шариковые и роликовые подшипники и условия выбора и расчета допусков на детали, сопрягаемые с подшипниками качения.

§ 1. Д о п у с к и подшипников качения

Классы точности подшипников качения. — Геометрический смысл четы­ рех предельных отклонений, задаваемых на внутренний и наружный поса­ дочный диаметры подшипников. — Расположение полей допусков на сред­ ние диаметры внутреннего и наружного колец подшипников. — Сравнение величин допусков на посадочные диаметры подшипников с классами точности общемашиностроительных деталей. — Классы частоты посадочных поверх­ ностей подшипников. — Точность выполнения шариков. — Зазоры в ради­ альных подшипниках качения.

В зависимости от допусков на основные размеры шарико- и ро­ ликоподшипников — внутренний диаметр (d), наружный диаметр

(D) и ширину подшипника (Ь) (рис. 35), а также допусков на взаим­ ное расположение поверхностей (радиальное и торцевое биение колец и дорожек качения, непараллельность торцов) для них уста­ новлены пять основных классов точности: Н, П, В, А и С. Приня-

И2

тые буквенные обозначения классов точности соответствуют сле­

ми допусков на радиальное и тор­ цевое биение колец и беговых дорожек и непараллельность торцов.

Для иллюстрации различия в требованиях к точности выполне­

подшипника; D H a H H — н а и м е н ь ш е е значение диаметра подшипника; Dc —среднее арифме­ тическое наибольшего и наименьшего значений'диаметра, полученных при измерении.

ГОСТ 520—55 величины предельных отклонений на посадочный диаметр наружного кольца подшипника и допустимую величину радиального биения для шарико- и роликоподшипников при D = = 150 - 180 (табл. 11).

Как видно из таблицы, величины предельных отклонений на

биения наружного кольца различны во всех пяти классах точности. Нормальный класс точности является основным и распростра­ няется на все типы подшипников. Более высокие классы точности применяются в радиальных, радиально-упорных и других типах

двумя буквами перед номером подшипника. Например, В-36203 означает подшипник № 36203 класса точности В; ВП-1207 '— под­ шипник № 1207 класса точности ВП. Для подшипников нормаль­ ного класса буква Н не клеймится и не проставляется в специфи­ кациях.

Класс точности подшипника выбирается в зависимости от тре­ бований, предъявляемых к точности вращения опоры механизмаДля подавляющего большинства механизмов общего машинострое­ ния обычно используются подшипники нормального класса. При­ менение в этих случаях подшипников более высоких классов точ­ ности неэкономично и технически не оправдано. Только в тех слу­ чаях, когда требуемая точность вращения не может быть обеспе­ чена подшипниками нормального класса, следует выбирать под­ шипники более высоких классов. Примером таких узлов могут

При выборе класса точности подшипника расчетным путем про­ изводится сопоставление технических требований, предъявляемых к подшипниковому узлу в части допустимых радиальных и осе­ вых перемещений вала (корпуса) относительно опоры, с существу­ ющими нормами на точность вращения для каждого класса точ­ ности.

Вследствие неизбежных производственных ошибок при изгото­ влении, а также последующей деформации колец, наружная и вну­ тренняя цилиндрические поверхности подшипников имеют незна­ чительную овальность, конусообразность и другие погрешности геометрической формы. Указанные погрешности регламентируются

и наружный диаметры) характеризуются предельными отклоне­ ниями, заданными на средние значения диаметров (dc и £ ) с ) .

ли

Прн-этом средние значения определяются как среднее арифмети­ ческое двух действительных экстремальных значений (наибольшего и наименьшего), полученных при измерении диаметров в разных направлениях:

(41)

•Рд (наиб) Ч~ DR снаим)

2

где йд(наиб), ^д(наиы), ^д(нанб). -Од (наим) — экстремальные значения внутреннего и наружного диаметров подшипника, полученные при измерении действительных размеров. ••

Таким образом, в таблицах ГОСТ на каждый из посадочных диа­ метров подшипника (d и D) задано по четыре отклонения. Два пре­ дельных отклонения, указанные на средние значения диаметров, регламентируют погрешности габаритных размеров цилиндриче­ ских поверхностей, а предельные отклонения, заданные на

• и ^наим (или DMa6 и Dmm), ограничивают допустимую погрешность геометрической формы. Так, например, для подшипника нормаль­ ного класса точности с номинальным значением наружного диа­ метра!) = 160 (см. табл. 11) наибольшее предельное значение Dc = = 160,00; наименьшее предельное значение Dc = 159,975; наи­

пуса определяется отклонениями средних диаметров, поскольку при посадке подшипников на вал и в корпус посадочные поверх­ ности подшипника деформируются в соответствии с действитель­ ными размерами и геометрической формой сопряженных деталей. На характер сопряжения большее влияние оказывает действитель­ ная протяженность посадочных поверхностей подшипников, опре­ деляемая dc и Dc, нежели локальные изменения размеров (наиболь­ шего и наименьшего).

Характерной особенностью принятой системы допусков на под­ шипники качения является также расположение полей допусков на средние значения посадочных диаметров.

Предельные отклонения как на наружный диаметр Dc, так и на • внутренний dc заданы со знаком «минус» во всех классах точности. Значит, допускается изменение наружного и внутреннего диамет­

ственно прилегает к нулевой линии снизу, т. е. ABDC = 0; A„Dc<c 0;

тельны (поле допуска на схеме расположено под нулевой линией),

детали «в тело». Отрицательное же отклонение на отверстие подшип­

с валом при использовании стандартных полей допусков на вал (об этом см. ниже § 2).

Не представляется возможным провести точную аналогию между величинами допусков, принятыми на диаметры внутренних и на­ ружных колец подшипников (dc и Dc), и каким-либо классом точности по стандартам допусков на гладкие цилиндрические со­ пряжения, ибо закономерности изменения допусков в зависимости от номинальных размеров у них различны. Однако приближенное соответствие между классами точности подшипников качения и классами точности общемашиностроительных деталей приведено в табл. 12.

Допуски на ширину подшипников соответствуют в большин­ стве случаев 5-му классу точности ГОСТ (СБ ), а у подшипников малых размеров — 4-му классу (С4 ). Чистота посадочных поверх­ ностей подшипников качения должна быть не ниже классов чис­ тоты, указанных в табл. 13.

116

Под радиальным зазором в подшипниках качения подразуме­ вают односторонний радиальный зазор £ (рис. 36, а) между коль­ цами и телами качения, который обусловливает некоторую сво­ боду перемещения колец относительно друг друга в радиальном

иосевом направлениях.

Взависимости от состояния подшипника различают три вида радиальных зазоров.

1. Начальный зазор £н — зазор в свободном подшипнике до его постановки на место. Как видно из рис. 36, а,

тде Z)H — диаметр дорожки качения наружного кольца; DB — диа­ метр дорожки качения внутреннего кольца; dm — диаметр шарика.

Рис. 36. Зазоры в подшипниках качения. а — начальный; б — посадочный; в — осевой.

По данным подшипниковой промышленности величины на­ чальных радиальных зазоров в однорядных радиальных шарико­ подшипниках с dm от 2,5 до 200 мм изменяются в пределах от 5 до

75мкм.

2.Посадочный зазор £ п — зазор в подшипнике после посадки •его на вал и в корпус машины (рис. 36, б). Посадочный зазор всегда меньше начального вследствие изменения диаметров колец из-за посадочных натягов:

Так, например, по схеме рис. 36, б

где ADB — диаметральная деформация кольца после посадки его ла вал (или корпус) с натягом.

118

Зазор £ р может быть либо меньше, либо больше посадочного за­ зора, так как, с одной стороны, он уменьшается под влиянием тем­ пературных расширений внутреннего кольца подшипника, но, с другой — увеличивается под воздействием нагрузки, вызыва­ ющей деформацию в местах контакта тел качения с дорожками качения:

От величины рабочего зазора зависит долговечность подшипника. Чем меньше величина рабочего зазора, тем равномернее и на боль­ шее число тел качения распределяется нагрузка.

Осевым зазором (осевой игрой) С называется полное перемеще­ ние одного из колец подшипника из одного крайнего положения

\в другое в осевом направлении при неподвижном парном кольце и условии совмещения осей обоих колец подшипника (рис. 36, в).

Величина осевого зазора звисит от радиального зазора, диа­ метра шариков и профиля дорожки качения колец подшипника. В зависимости от типа подшипника соотношение между радиаль­ ным и осевым зазорами различно. Так, например, величины осевых зазоров в шариковых и роликовых радиально-упорных подшипниках нормального класса точности, работающих в нор­ мальных условиях при d = 30 -=- 260 мм, колеблются от 20 до250 мкм.

Во многих случаях для повышения жесткости подшипникового узла применяют так называемый предварительный натяг подшип­ ников. Сущность предварительного натяга заключается в том, чтопара подшипников еще при установке в узел получает предвари­ тельную осевую нагрузку, которая не только исключает осевуюигру подшипников, но и вызывает некоторую упругую деформа­ цию контактных поверхностей. Благодаря этому существенноуменьшается осевой сдвиг подшипников под воздействием рабочей нагрузки.

§ 2. П о с а д к и подшипников качения

Основание системы (система отверстия пли система вала) на диаметры валов и корпусов, сопряженных с подшипниками качения. — Точность посадочных поверхностей сопряженных деталей. — Посадки, рекоменду­ емые в ГОСТ 3325—55 на сопряжения подшипников качения с цапфами валов и отверстиями корпусов.— Обозначения подшипниковых посадок на сбороч­ ных чертежах и на рабочих чертежах сопряженных деталей. — Виды нагружения колец подшипников. — Выбор посадок подшипников качения на. вал и в корпус.

Подшипник качения — стандартный узел. Поэтому для сокра­ щения номенклатуры подшипников размеры внутреннего, (d)

•119>