книги из ГПНТБ / Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения учебник

диаметр для посадочных мест под подшипники классов 5 и 4. До­ пускаемая овальность присоединительных (посадочных) поверх­ ностей колец подшипника в свободном состоянии может быть несколько больше допуска на размер диаметра. По при сборке

Рис. 91. Схемы расположения полей допусков колец под­ шипников качения, валов и отверстий в корпусах (для номи­ нального диаметра d= 50 -j- 80 мм)

подшипника и его монтаже кольца выправляются. Вследствие овальности, конусообразное™ и других отклонений при измере­ нии могут .быть получены различные значения величины диаметра колец подшипника в одном или разных сечениях.

242

Б связи с этим стандартом установлены предельные отклонения номинального D, d и среднего L)Ci„ dcp значений диаметров колец. Средние диаметры 7+.р и dcp определяют расчетом как среднее арифметическое наибольшего и наименьшего значений диаметра, измеренных в двух крайних сечениях кольца. Например, для ра­ диального шарикоподшипника с номинальным диаметром внутрен­ него кольца d — 100 мм класса точности 0 (ГОСТ 520—71) откло­

Если при измерении подшипника в различных сечениях ока­ залось, что йианГ) — 99,998 мм и dimim — 99,970 мм, т. е. нахо­ дятся в поле допуска, то такой подшипник считается годным, так как величина

т. е. не выходит за пределы нормированных значений (10,000 — 99,980 мм): с?на„о меньше его наибольшего предельного значе­ ния 100,005 мм, а с?на1Ш больше его наименьшего значения 99,975 мм. Если же при измерении подшипника оказалось, что dHаио = 100,004 мм и йнапм = 99,998 мм, то такой подшипник считается негодным, так как

т. е. больше наибольшего предельного значения dCp — 100,00 мм, несмотря на то, что значения находятся в пределах поля допуска.

Шероховатость посадочных поверхностей колец подшипников установлена в пределах 6—8-го классов шероховатости для под­ шипников класса точности 0 и в пределах 7—9-го классов шерохо­ ватости для подшипников классов 6, 5, 4 и 2.

Шероховатость посадочных поверхностей валов и отверстий корпусов должна быть в пределах 6—7-го классов для посадки подшипников класса 0 и 7—9-го классов для посадки под­ шипников классов 6, 5 и 4. Установлены также нормы допус­ каемого биения заплечиков валов и отверстий корпусов под под­ шипники.

Учитывая особые требования к точности формы валов и кор­ пусов, шероховатость посадочных поверхностей, особый характер расположения полей допусков отверстия относительно нулевой линии, на сборочных чертежах рядом с буквой, обозначающей поле допуска вала или отверстия в корпусе, соединяемых с подшипни­ ком, ставится индекс п. В этом случае посадка обозначается

243

одним полем, например, Г„ — глухая подшипниковая; # „ — плотная подшипниковая (рис. 92, a). Примеры простановки тре­ бовании к точности деталей п о д ш и п н и к о в о г о увла даны на рис. 92,

б, в, г, д.

Предельные отклонения размеров колец подшипника указаны н ГОСТ 520—71. Предельные отклонения размеров валов и от­ верстий в корпусах соответственно выбранной посадке и разме­ рам определяются общими стандартами на допуски гладких ци­

Посадку подшипника качения на вал и в корпус выбирают в зави-

Обальность иконусообразность

Рис. 92. Обозначение посадок подшипников качения на сборочных чертежах, полей допусков и предельных откло­ нений на чертежах деталей

симости от конструкции подшипника, условий его эксплуатации, величины и характера действующих на него нагрузок и вида на­ гружения колец.

Различают три основных вида нагружения колец: местное, циркуляционное и колебательное. При местном нагружении кольцо воспринимает постоянную но направлению результирующую ради­ альную нагрузку Рп(например, натяжение приводного ремня, сила тяжести конструкции) лишь ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса, что имеет место, например, когда кольцо не вращается относительно нагрузки (внутреннее кольцо на рис. 93, а, наружное кольцо на рис. 93,6).

244

При циркуляционном нагружении кольцо воспринимает ра­ диальную нагрузку Рп последовательно всей окружностью до­ рожки качения и передает ее также последовательно всей поса­ дочной поверхности вала или корпуса. Такое нагружение возни­ кает, когда деталь, создающая нагрузку, вращается, а кольцо

Рис. 93. Схемы нагружения колец подшипников качения

неподвижно (или наоборот), а также, когда они вращаются с раз­ ными скоростями (внутреннее кольцо на рис. 93, б, наружное — на рис. 93, а).

При колебательном нагружении невращающееся кольцо воспри­

величине, вращается) ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса. Равнодействующая на­

245

грузка Рр не совершает полного оборота, а колеблется между точками .4 и В (рис. 93, и). Колебательные нагружения испыты­ вает наружное кольцо на рис. 93, в и внутреннее — на рис. 93, г.

В случае, если нагрузка Ря постоянного направления меньше вращающейся Р в, то кольца являются местно пли циркуляционно нагруженными в зависимости от схемы приложения сил (на рис. 93, д показано местное нагружение на внутреннем кольце, циркуляционное нагружение на наружном кольце; на рис. 99, е показано циркуляционное нагружение на внутреннем кольце, местное нагружение — на наружном кольце).

Эпюры местного, циркуляционного и колебательного нагруже­ ний показаны на рис. 93, ж, з, и.

В табл. 21 указаны посадки для шарико- и роликоподшипни­ ков в зависимости от вида нагружения их колец. Для подшипни­ ков классов 5, 4 и 2 применяют посадки только по 1-му классу точности.

При вращающемся вале необходимо иметь неподвижное со­ единение внутреннего кольца с валом; наружное кольцо целесо­ образно соединять с корпусом подвижно (с небольшим зазором). При неподвижном вале внутреннее кольцо должно иметь посадку на валу с небольшим зазором, а наружное кольцо — неподвиж­ ную в корпусе.

С зазором монтируется то кольцо, которое испытывает мест­ ное нагружение; при та кой посадке устраняется заклинивание шариков, а кольцо, смонтированное с зазором, под действием толчков и вибраций постепенно поворачивается по посадочной поверхности, благодаря чему износ беговой дорожки происходит равномерно по всей окружности кольца. Срок службы подшипни­ ков при такой посадке колец с местным нагружением повышается. В подшипнике важен рабочий зазор g — зазор между телами каче­ ния и дорожками качения при установившемся рабочем реяшме и температуре. Этот зазор не должен быть большим, так как чем он меньше, тем равномернее и на большее число тел качения распре­ деляется нагрузка.

246

При значительном рабочем зазоре возникает большое ради­ альное биение, а нагрузка воспринимается ограниченным числом шариков (рис, 91). При рабочем зазоре, близком к нулю, на­ грузка распределяется на наибольшее число шариков, поэтому подшипник в этом случае будет обладать большей долговеч­ ностью.

Монтаж подшипника с натягом производится преимущественно по тому кольцу, которое испытывает циркуляционное нагружение. Натяг исключает возможность обкатки и проскальзывания кольца по посадочной поверхности вала или отверстия корпуса в про­ цессе работы под нагрузкой. Наличие зазора между циркуляционнонагруженным кольцом и посадочной поверхностью детали может

привести к развальцовывапию и истиранию металла сопряженной детали, что недопустимо.

При циркуляционном нагружении колец подшипников посадки на валы и в корпусы выбирают по величине Рк — интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности. Допускаемые значения PR, подсчитанные по средним значениям посадочных

сильных ударах и вибрации кп = 1 ,8);

F — коэффициент (табл. 23), учитывающий степень ослабле­ ния посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале F = 1);

247

^корн —диаметр наружной поверхности тонкостенного корпуса.

F a — коэффициент неравномерности распределения радиаль­ ной нагрузки R между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки А

на опору. Значения Fa , зависящие от величины ctg (ф

приведены в табл. 24 (угол р — угол контакта тел ка­ чения с дорожкой качения наружного кольца зависит от конструкции подшипника). Для радиальных и ради­ ально-упорных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом Fa — 1 .

248

Пример. Выбрать посадку но Д „ аим Для случая, рассмотренного в преды­ дущем примере.

По формуле (112) определим наименьший натяг:

По таблицам ГОСТ 3325—55 для вала выбираем поле допуска Т, при сопря­ жении которого с внутренним кольцом подшипника создается посадка с Днаим = 0,009 мм, Д„аиГ> = 0,039 мм, Д(.р = 0,024 мм.

Проверяем допустимость посадки из условия прочности внутреннего кольца подшипника на разрыв по формуле (113):

4 11,4 - 40 - 2,3 •40

Ддоп ”(2 -2 ,3 — 2) •10г>

0,154 .и.и > Дца„б.

Как видно из примеров, расчет по формуле (111) обеспечи­ вает выбор посадок с меньшим натягом по сравнению с расчетом по формуле (113). При назначении больших натягов необходимо проверять, чтобы после сборки подшипникового узла радиальные зазоры не выходили из допустимых пределов.

При расчете посадок подшипников, работающих в условиях повышенных температур, необходимо учитывать неравномерный нагрев внутреннего кольца подшипника и вала и выбирать посадку с натягом тем большим, чем выше рабочая температура подшип­ ника.

§ 32. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПЛАСТМАСС

Допуски и посадки для деталей из пластмасс учитывают их специфические физико-механические свойства (в 5—10 раз боль­ ший, чем у стали, коэффициент линейного расширения, в 10—100 раз меньший модуль упругости, способность к водо- и маслопоглощению и изменению размеров при эксплуатации в зависимости от среды и времени и другие факторы [21. Поэтому по ГОСТ 11710—71 «Допуски и посадки для деталей изщластмасс» установ­ лены дополнительные поля допусков (кроме полей допусков и поса­ док по ГОСТ 7713—62), обеспечивающие посадки с большей величи­ ной зазоров и натягов (на рис. 96 эти поля имеют перекрестную штриховку).Учитывая необходимость международной унификации, принятые поля допусков соответствуют полям допусков системы

ISO (см. табл. 25). Поля допусков zell (ZE11), azll (AZ11) и ayll (ЛУИ) получены на основании закономерностей ISO. Классы точности 4а и 6 введены для пластмассовых деталей взамен класса 5-го. Эти классы соответствуют И (12) и 13-му квалитетам ISO. Для металлических деталей при соединении их с пластмассовыми сохранен 5-й класс.

Получающиеся на деталях из пластмасс технологические уклоны должны располагаться в поле допуска. Точность разме­ ров деталей из пластмасс зависит от колебания усадки мате­ риала при формообразовании, от конструкции деталей и положе-

250