4. Расчет и выбор посадок колец подшипников качения

_{d15=30мм, R=4 kH, серия подшипника 100[1],табл.П.10.1 итабл. П.10.2}

Рисунок.4.1. Присоединительные размеры подшипника

Выбираем подшипник 106 [4], прил.2, табл.1:

Присоединительные размеры подшипника:

_{d= 30мм; D=55мм; В=13мм; R=1,5мм;}

b= B-2R=13-2·1,5=10мм

4.1. Выбор класса точности и определение видов нагружения колец

Класс точности выбираем 0 как самый распространенный в машиностроении.

Из анализа работы подшипникового узла устанавливаем виды нагружения колец подшипника. Радиальная нагрузка на подшипник действует постоянно в одном направлении, при этом внутреннее кольцо подшипника должно вращаться вместе в валом во избежание износа цапфы вала и развальцовки сопрягаемой поверхности кольца. Внешнее кольцо при этом находится в корпусе неподвижно.

Из выше сказанного следует, что дорожка внутреннего кольца поочерёдно нагружается действующей на опору силой, в результате его вращения относительно постоянной по направлению нагрузки, следовательно, вид нагружения внутреннего кольца циркуляционный. Дорожка наружного кольца нагружена постоянно в одной и той же зоне, поэтому вид нагружения кольца местный.

4.2 Расчет и выбор посадки для кольца, испытывающего циркуляционный вид нагружения

Рассчитываем посадку циркуляционно-нагруженного внутреннего кольца подшипника на вал по интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности по формуле [1] с.10:

P_R=K_n·F·F_A (4.1)

где K_n-динамический коэффициент посадки. Так как режим работы нормальный, то K_n=1 [3], с. 347;

F- коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе. F=1 [3], с. 347;

F_A- коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами в двухрядных конических роликовых подшипниках или между сдваиваемымишариковыми подшипниками при наличии осевой нагрузки на опору. Так какподшипник однорядный радиальный, а осевая нагрузка мала F_A=1 [3], с. 348;

P_R= 1·1· 1=400

Выбираем поле допуска для размера сопрягаемой поверхности с циркуляционно нагруженным кольцом[3], табл. 4.90.1 - выбираем k6

Ø30 k6[2], табл. 1.29

Для кольца подшипника класса точности 0 по [3], табл. 4,82 выбираем

Ø30 L0

Рассчитываем предельные натяги в сопряжении «подшипник-вал»:

Параметры вала: Ø30 k6

Номинальный размер: dn=30мм

Верхнее предельное отклонение: es=+0.015мм

Нижнее предельное отклонение: ei=+0.002мм

Среднее предельное отклонение: мм (4.2)

Параметры отверстия: Ø30 L0

Номинальный размер: Dn=30мм

Верхнее предельное отклонение: ES=0

Нижнее предельное отклонение: EI=-0.010мм

Среднее предельное отклонение: мм (4.3)

Параметры сопряжения: Ø30

Максимальный натяг: Nmax=es-EI=0.015+0.010=0.025мм (4.4)

Минимальный натяг: Nmin=ei-ES=0.002-0=0.002мм (4.5)

Средний натяг: мм (4.6)

Выбранную посадку с натягом во избежание разрыва кольца проверим по максимальному натягу. В результате проверки должно выполняться условие Nmax< [N], где [N]- допускаемый натяг по условию прочности кольца, м [1], с.10 :

[N]= (4.7)

где k – коэффициент, зависящий от серии подшипника (2.8 – для легкой серии [1] с.11);

d – номинальный диаметр кольца, мм, d=30мм [1], П.10.2;

[= 400Мпа принимаем по рекомендациям [3], с.349.

[N]=0,1064мм

N_max=0,025 мм <[N]= 0,1064 мм

По приложению VII [5] находим допускаемые радиальные зазоры в подшипнике и :

,

Определяем величину посадочного радиального зазора по формуле [1] c.11:

∆_пос.=- ∆_{деф. к} (4.8)

где ∆_{деф. к}=0,85N_max·– радиальная деформация кольца при максимальном натяге посадкиN_max [1], с.11 : (4.9)

d₀=d+ (4.10)

где d и D присоединительные размеры подшипника.

Для обеспечения работоспособности подшипника должно выполняться условие ∆_пос>_..

d₀= 30 + = 36,25мм

∆_{деф. к}=0,85·0,025·= 0,01758 мм

∆_пос=-0,01758=-0,00058 мм

∆_пос =-0,00058<0

Т.к. ∆_пос< 0, то подшипник разрушится при посадке на вал. Из справочника [4], прил.2, табл.1 по номинальному диаметру d=30мм выбираем другой подшипник: 206(легкая серия). Присоединительные размеры подшипника:

d=30мм, D=62мм, B=16мм, R=1,5мм

По приложению VII [5] находим допускаемые радиальные зазоры в подшипнике и :

,

d₀= 30 + = 38мм

∆_{деф. к}=0,85·0,025·= 0,01677 мм

∆_пос=-0,01677=0,00023 мм

∆_пос> 0 – условие выполняется.