- •ОГЛАВЛЕНИЕ
- •От Издателя
- •Предисловие к 9-му изданию
- •2.1. Расчет зубчатых передач
- •2.1.1. Расчет цилиндрических зубчатых передач
- •2.1.2. Расчет конических зубчатых передач
- •2.2. Расчет червячных передач
- •3.1. Диаметры валов
- •3.2. Расстояния между деталями передач
- •3.3. Выбор типа подшипника
- •3.4. Схемы установки подшипников
- •3.5. Примеры компоновочных схем редукторов
- •3.6. Составление компоновочной схемы привода
- •4.1. Общие положения
- •4.2. Основные базы типовых деталей
- •5.1. Цилиндрические зубчатые колеса внешнего зацепления
- •5.2. Цилиндрические зубчатые колеса внутреннего зацепления
- •5.3. Блоки зубчатых колес
- •5.4. Конические зубчатые колеса
- •5.5. Валы-шестерни
- •5.6. Червячные колеса
- •5.7. Червяки
- •6.1. Соединения вал — ступица
- •6.2. Основные способы осевого фиксирования колес
- •6.3. Регулирование осевого положения колес
- •7.1. Определение сил, нагружающих подшипники
- •7.1.1. Силы, действующие на валы
- •7.1.2. Определение радиальных реакций
- •7.1.3. Определение осевых реакций
- •7.2. Подбор подшипников
- •7.3. Выбор посадок подшипников
- •7.4. Монтаж и демонтаж подшипников
- •7.5. Конструкции подшипниковых узлов
- •7.6. Конструирование опор валов конических шестерен
- •7.7. Конструирование опор валов-червяков
- •7.8. Опоры плавающих валов
- •7.9. Опоры соосно расположенных валов
- •7.10. Опоры валов, расположенные в разных корпусах
- •7.11. Конструктивное оформление посадочных мест
- •7.12. Вычерчивание внутренней конструкции подшипников
- •7.13. Примеры конструкций подшипниковых узлов машин
- •8.1. Конструирование стаканов
- •8.2. Конструирование крышек подшипников
- •10.1. Концевые участки валов
- •10.2. Конструкции валов
- •10.3. Расчеты валов на прочность
- •11.2. Смазывание подшипников
- •11.3. Смазочные устройства
- •11.4. Уплотнительные устройства
- •11.5. Примеры конструкций современных уплотнений валов
- •12.1. Входные (быстроходные) валы редукторов
- •12.2. Промежуточные валы редукторов
- •12.3. Выходные (тихоходные) валы редукторов
- •13.1. Силовые соотношения
- •13.2. Расчет упругих элементов
- •14.1. Кинематический расчет
- •14.2. Силовой расчет
- •14.3. Конструирование планетарных передач
- •15.1. Основные схемы передач
- •15.2. Выбор параметров зацепления
- •15.3. Конструирование гибких и жестких колес
- •15.4. Конструирование генераторов волн
- •15.5. Тепловой режим и смазывание волновой передачи
- •15.6. Примеры конструкций волновых передач
- •16.1. Переводные камни и вилки
- •16.2. Направляющие скалки. Рычаги, оси и рукоятки управления
- •16.3. Устройства для фиксирования передвижных деталей
- •16.4. Блокировочные устройства
- •16.5. Однорычажные механизмы переключения
- •17.1. Общие рекомендации
- •17.2. Корпуса редукторов
- •17.3. Корпуса коробок передач
- •17.4. Оформление мест соединения корпуса с фланцем электродвигателя
- •17.5. Крышки люков
- •17.6. Сварные корпуса
- •18.1. Конструкции шкивов
- •18.2. Натяжные устройства
- •20.1. Установка полумуфт на валах
- •20.2. Смещения валов
- •20.3. Компенсирующие муфты
- •20.4. Муфты упругие и упругокомпенсирующие
- •20.4.1. Муфты с металлическими упругими элементами
- •20.4.2. Муфты с резиновыми упругими элементами
- •20.5. Сцепные муфты
- •20.6. Предохранительные муфты
- •20.7. Комбинированные муфты
- •20.8. Пусковые муфты
- •21.1. Рамы
- •21.2. Плиты
- •21.3. Крепление к полу цеха
- •22.1. Требования к рабочим чертежам
- •22.1.1. Общие положения
- •22.1.2. Задание размеров
- •22.1.3. Предельные отклонения размеров
- •22.1.5. Шероховатость поверхностей
- •22.1.6. Обозначение термической обработки
- •22.1.7. Обозначение сварных швов
- •22.1.8. Расположение на чертеже детали размеров, обозначений баз, допусков формы и расположения, шероховатости и технических требований
- •22.2. Рабочие чертежи типовых деталей
- •22.2.1. Валы, валы-шестерни, червяки
- •22.2.2. Зубчатые и червячные колеса
- •22.2.3. Стаканы
- •22.2.4. Крышки подшипников качения
- •22.2.5. Шкивы
- •22.2.6. Звездочки
- •22.2.7. Корпусные детали
- •23.1. Виды изделий и конструкторских документов, их обозначение
- •23.2. Основные надписи
- •23.3. Составление пояснительной записки
- •23.4. Составление спецификаций
- •23.5. Оформление сборочного чертежа
- •23.6. Оформление чертежа общего вида
- •Литература
142 Глава 7. Конструирование подшипниковых узлов
P3 L |
+ P3 L |
+ + P3 L |
|
PEr = 3 r1 1 |
|
r2 2 |
rn n = |
L |
+ L + + L |
||
|
1 |
2 |
n |
= 3 13003 435 +23403 |
194,4+ 37703 97,2 = 2284 H. |
||
435,0 +194,4 + 97,2
Требуемая базовая динамическая грузоподъемность шарикового ради-
ального однорядного подшипника при а1 = 1 и a23 = 0,7 составляет
Cr′ = РЕr [L/(a1a23)]1/3 = 2 284[726,6/(1 · 0,7)]1/3 = 23 126 Н.
Полученному значению динамической грузоподъемности и заданному диаметру посадочной поверхности вала соответствует шариковый радиальный однорядный подшипник серии диаметров 2: 207, базовая динамическая грузоподъемность которого С r = 25 500 Н (Сr = 25 500 > Cr′ = = 23 126 Н). Основные размеры подшипника (см. табл. 24.10): d = 35 мм,
D = 72 мм, В = 17 мм.
4. Условие Pr max ≤ 0,5 Cr выполнено: Рr mах = Рr3 = 3770 Н (3770 < 0,5 · 25 500 = 12 750 Н).
7.3. ВЫБОР ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВ
Различают три случая нагружения колец подшипников:
•кольцо вращается относительно радиальной нагрузки, подвергаясь так называемому циркуляционагружениюному;
•кольцо неподвижно относительно радиальной нагрузки и подверга-
етсяместному нагружению;
•кольцо нагружено равнодействующей радиальной нагрузкой, которая не совершает полного оборота, а колеблется на определенном участке кольца, подвергая его колебательному нагружению.
Многолетней практикой установлено, что соединение с валом или кор-
пусом колец, вращающихся относительно нагрузки, должно быть осущест-
влено обязательно с натягом, исключающим проворачивание и обкатывание кольцом сопряженной детали и, как следствие, развальцовку посадочных поверхностей и контактную коррозию.
Посадки неподвижных относительно нагрузки колец назначают более сво-
бодными, допускающими наличие небольшого зазора, так как обкатывание кольцами сопряженных деталей в этом случае не происходит. Нерегулярное проворачивание невращающегося кольца полезно, так как при этом изменяется положение его зоны нагружения. Кроме того, такое сопряжение облегчает осевые перемещения колец при монтаже, при регулировании зазоров в подшипниках и при температурных деформациях валов.
Подшипник является основным комплектующим изделием, не подлежащим в процессе сборки дополнительной доводке. Требуемые посадки в соединении подшипника качения получают назначением соответствующих
7.3. Выбор посадок подшипников |
143 |
полей допусков на диаметры вала и отверстия в корпусе. Для подшипников качения принято следующее отличие от обычной в машиностроении системы допусков: поле допуска на диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника (рис. 7.10) расположено не вверху от нулевой линии («в плюс»), a внизу («в минус»). Этим гарантируют получение натягов в соединениях
Рис. 7.10
внутреннего кольца с валами, имеющими поля допусков k, m, n. Поле допуска на диаметр наружного кольца располагают как обычно — «в минус» или «в тело детали». Поэтому и характер сопряжения наружного кольца с корпусом такой же, как в обычной системе допусков.
Для наиболее распространенного в общем машиностроении случая применения подшипников класса точности нормальный поля допусков вала и отверстия корпуса можно выбирать по табл. 7.7 и 7.8 (в таблицах Рr — эквивалентная динамическая нагрузка; Сr — базовая динамическая радиальная грузоподъемность подшипника по каталогу).
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7.7 |
Вид нагружения |
|
|
|
|
|
|
Поле допуска вала |
|
Режим работы подшипника |
|
при установке подшипников |
||||||
внутреннего кольца |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
шариковых |
роликовых |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Требуется перемещение внутрен- |
|
g6 |
||||||
негоРкольца на валу: |
r≤ 0,07C |
|
|
|||||
r |
|
|
||||||
Местное |
|
|
|
|
|
|
|
|
He требуется перемещение коль- |
|
h6 |
||||||
ца на валу: 0,07Сr Р< |
r ≤ 0,15С r |
|
|
|||||
|
|
|
||||||
Высокие требования к точности |
js5 |
k5 |
||||||
ходаР |
: r≤ 0,07C |
|
|
|
|
|||
r |
|
|
|
|
|
|||
Циркуляционное 0,07С |
r <Р r ≤ 0,15С |
r |
|
|
js6, k6 |
k6, m6 |
||
УдарныеР |
нагрузки: |
r > 0,15Сr |
|
— |
n6 |
|||
0,07С |
r <Р |
r ≤ 0,15С |
r |
|
|
k6 |
m6 |
|
Колебательное |
|
|
|
|
|
|
|
|
УдарныеР |
нагрузки: |
r > 0,15Сr |
|
— |
n6 |
|||
144 |
Глава 7. Конструирование подшипниковых узлов |
|
||
|
|
|
|
Таблица 7.8 |
Вид нагружения |
Режим работы подшипника |
|
Поле допуска |
|
наружного кольца |
|
отверстия |
||
|
|
|
||
Местное |
Наружное кольцо имеет возможность перемещения |
Н7 |
||
в осевом направлении: 0,07Сr <Р r ≤ 0,15С r |
|
|||
|
|
|
||
Циркуляционное |
Наружное кольцо не перемещается в осевом направ- |
N7 |
||
лении: 0,07Сr <Р r ≤ 0,15С |
|
|
||
|
r |
|
|
|
|
Наружное кольцо не перемещается в осевом направ- |
К7 |
||
|
лении: 0,07Сr <Р r ≤ 0,15С |
|
|
|
|
r |
|
|
|
Колебательное |
|
|
|
|
|
Наружное кольцо легко перемещается в осевом |
H6 |
||
|
направлении, высокая точность хода: Рr ≤ 0,15С |
|
||
|
r |
|
||
На чертеже в местах установки подшипников качения указывают посадки подшипников в соответствии с ГОСТ 3325–85. Поля допусков на диаметр отверстия подшипника обозначают L0, L6, L5, L4, L2 (в зависимости от класса точности нормальный — 6, 5, 4, 2); поля допусков на наружный диаметр подшипника обозначают соответственно l0, l6, l5, l4, l2. Примеры обозначений посадок шариковых подшипников класса точности нормальный: на вал — 50 L0/k6; в корпус — 90 Н7/l0. На сборочных чертежах подшипниковых узлов допускается указывать только поле допуска на диаметр сопряженной с подшипником детали без указания поля допуска на посадочные диаметры колец подшипника: 50k6; 90 Н7.
ПримерВыбрать6. поля доп |
усков вала и отверстия корпуса для установки |
|
шарикового радиального однорядного подшипника 212. |
||
Решение. |
Внутреннее кольцо подшипника вращается вместе с валом |
|
относительно действующей радиальной нагрузки и, следовательно, имеет циркуляционное нагружение. Отношение эквивалентной динамической нагрузки к динамической грузоподъемности Рr/С r = 7318/52 000 = 0,141. По табл. 7.7 выбираем поле допуска вала k6.
Наружное кольцо подшипника неподвижно относительно радиальной нагрузки и подвергается местному нагружению. По табл. 7.8 выбираем поле допуска отверстия H7.
7.4. МОНТАЖ И ДЕМОНТАЖ ПОДШИПНИКОВ
При установке (или съеме) подшипников на вал и в корпус обязательным является выполнение условия: осевую силу необходимо прикладывать непосредственно к тому кольцу, которое напрессовывают (или снимают).
7.4. Монтаж и демонтаж подшипников |
145 |
Недопустимо силу при монтаже и демонтаже подшипника передавать через тела качения (шарики или ролики). В противном случае на дорожках и телах качения могут появиться вмятины.
На рис. 7.11 показаны возможные способы установки подшипников на вал (рис. 7.11, a), в корпус (рис. 7.11, б), одновременно на вал и в корпус (рис. 7.11, в). Кольца подшипников имеют невысокую жесткость. Для правильной установки кольцо подшипника следует довести до упора в заплечикt . Высоту заплечиков на валах и в отверстиях корпусов или стаканов (рис. 7.12, см. рис. 7.11)r определяет размер фаски (см. табл. 24.10 — 24.19). Высота заплечика должна образовывать достаточную опорную поверхность для торцов колец подшипников. Наименьшую высоту t заплечиков принимают:
r, |
мм ……….... 0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
t, |
мм ……....… 1,0 |
1,8 |
2,5 |
3,0 |
4,0 |
4,8 |
5,5 |
6,5 |
Рис. 7.12
Рис. 7.11 |
Рис. 7.13 |
146 |
Глава 7. Конструирование подшипниковых узлов |
Обычно высоту заплечика принимают равной половине толщины кольца.
Отверстия в монтажных стаканах (см. рис. 7.11, а, в) предназначены для выхода воздуха из внутренней полости стакана при запрессовке подшипника на вал.
Рис. 7.14
Рис. 7.15
