5. Розрахунок і вибір посадок підшипників кочення

Мета завдання: засвоєння методики розрахунку і вибору посадок кілець підшипників кочення зі спряжуваними деталями.

Вихідні дані: номер підшипника, його клас точності, величина (R) і характер радіального навантаження, вид навантаження кілець підшипника.

Вибір посадок для підшипників кочення проводяться таким чином:

5.1. За номером підшипника визначають його конструктивні розміри: зовнішній діаметр D, внутрішній діаметр d, ширину кільця B i координати фасок r (ГОСТ 8338-75, додаток VI [8]), а за класом точності – ступінь точності (квалітет) виготовлення посадочних поверхонь під зовнішнє та внутрішнє кільця підшипника.

Примітка. Для підшипників 0-го та 6-го класів точності посадочні поверхні рекомендується виготовляти: вали – по 6-му, а отвори корпусів - по 7-му квалітету.

5.2. Для циркуляційно навантаженого кільця посадка вибирається за інтенсивністю радіального навантаження посадочної поверхні P_R, Н/м, яку визначають за формулою:

, (5.1)

де R - радіальна реакція опори на підшипник, Н; B – ширина підшипника, м; r – радіус заокруглення або ширина фаски кільця підшипника, м; k_n - динамічний коефіцієнт посадки, який залежить від характеру навантаження: k_n=1 при перевантаженні до 150% і k_n=1,8 при перевантаженні від 150 до 300%; F - коефіцієнт, який враховує ступінь послаблення посадочного натягу при

Рис.4.4

порожнистому валі чи тонкостінному корпусі (табл.4.90 [5], додаток VIII [8]); F_A - коефіцієнт нерівномірності розподілу радіального та осьового навантаження в двохрядних підшипниках. Для однорядних підшипшиків F_A=1.

За знайденою інтенсивністю P_R та квалітетом виготовлення посадочної поверхні за таблицею додатків (Додаток ІХ [8]) вибирають поле допуску деталі, яка з’єднується з циркуляційно навантаженим кільцем підшипника і посадку цього кільця.

5.3. За конструктивними особливостями деталі, характером навантаження та квалітетом виготовлення посадочної поверхні вибирають поле допуску деталі, яка з’єднується з місцево навантаженим кільцем підшипника (Додаток Х [8]).

5.4. Визначають граничні відхилення розмірів внутрішнього та зовнішнього кілець підшипника (ГОСТ 520-71, додаток VII [8]), вала і отвору корпуса (СТСЭВ 144-75, додатки І і ІІ [8]).

5.5. Будують схеми розміщення визначених полів допусків кілець підшипника та спряжених деталей.

5.6. Викреслюються спряження в зборі та подетально із зазначенням посадок, граничних відхилень, відхилень форми та шорсткості поверхонь.

Примітки. 1. Відхилення від правильної геометричної форми (по овальності та конусності) посадочних поверхонь валів і отворів корпусів під підшипники класів точності Р0 і Р6 не повинні бути більш, ніж ¼ допуску на діаметр посадочної поверхні. Розрахункові значення необхідно округляти до стандартних (ГОСТ 24643-81, додаток XVIII [8]).

2. Шорсткiсть посадочних поверхонь валів і отворів корпусів рекомендується приймати згідно таблиці додатків (Додаток ХІ [8]).

3. Поля допусків кілець підшипників позначають на кресленнях літерами: l – для зовнішнього кільця та L – для внутрішнього кільця, поряд з якими ставлять цифру, яка вказує клас точності підшипника, тобто поля допусків зовнішнього кільця можуть мати позначення l0, l6, l5, l4, l2; а внутрішнього кільця - L0, L6, L5, L4, L2.

Приклад виконання.

Вихідні дані: шарикопідшипник №308, клас точності 0, радіальне навантаження R=2,27 кН, обертається внутрішнє кільце, внутрішній діаметр вала , перевантаження 90%.

1. Визначаємо за номером підшипника його конструктивні розміри за ГОСТом 8338-75, додаток X [2], додаток VI [8]), а за класом точності – квалітет виготовлення посадочних поверхонь під зовнішнє та внутрішнє кільця підшипника.

Зовнішній діаметр , внутрішній діаметр , ширина кілець , радіус фаски кільця підшипника .

Посадочна поверхня вала під внутрішнє кільце підшипника виготовляється по 6-му квалітету, а корпусу під зовнішнє – по 7-му.

2. Розраховуємо інтенсивність радіального навантаження поверхні вала за формулою (5.1) [1]:

де k_n=1 при перевантаженні до 150%; F=2 при і (додаток VIII [8]); F_A=1 для однорядних підшипників.

3. Вибираємо за знайденою інтенсивністю та квалітетом виготовлення посадочної поверхні вала за табл.4.92 [5] або додатку IX [8] посадку внутрішнього циркуляційно навантаженого кільця підшипника на вал. Згідно з розрахунковими та нормативними даними приймаємо посадку Ø40L0/j_S6 (<300 кН/м при <80 мм і класі точності підшипника 0).

4. За конструктивними особливостями деталі, характером навантаження квалітетом виготовлення посадочної поверхні за табл.4.89 [5] або додатку Х [8] вибираємо посадку зовнішнього кільця підшипника в корпус – Ø90Н7/l0 (k_n=1, корпус рознімний).

5. Виписуємо граничні відхилення розмірів внутрішнього та зовнішнього кілець підшипника (СТСЭВ 144-75 (ГОСТ 520-71), табл.4.82, 4.83 [5], додаток VII [8]), вала й отвору корпусу (табл.1.27, 1.29 [4], додатки І і ІІ [8]).

Внутрішнє кільце підшипника Ø40L0=40_-0,012; вал Ø40j_S6(0,008);

Зовнішнє кільце підшипника Ø90l0; корпус Ø90Н7.

6. Будуємо схеми розміщення полів допусків кілець підшипника та спряжених деталей (рис.5.1).

7. Викреслюємо підшипниковий вузол у зборі та подетально із зазначенням посадок, граничних відхилень і відхилень від правильної геометричної форми (рис.5.2).

Попередньо визначаємо допуск циліндричності і шорсткість посадочних поверхонь вала та отвору корпуса. Згідно примітки допуск циліндричності не повинен перевищувати ¼ допуска на розміри отвору і вала:

;

.

Звідки ;

.

За таблицею стандарту (ГОСТ 24643-81, додаток XVIII [8]) визначаємо найближчі допуски циліндричності посадочних поверхонь вала та отвору корпусу:

для отвору - 0,006 мм (ступінь точності 5);

для вала - 0,003 мм (ступінь точності 4).

Шорсткість посадочних поверхонь вала і отвору корпуса, а також торців заплечиків вала і отвору корпуса визначаємо за таблицею (додаток XI [8]): для 0-го класу точності підшипника шорсткість () посадочних поверхонь: вала Ø40 мм – 0,8 мкм, отвору корпуса Ø90 мм – 1,6 мкм, заплечиків: вала – 1,6 мкм, корпусу – 1,6 мкм.