3. Расчет и выбор посадок подшипников качения
Для подшипников выбрать и обосновать посадку по наружному и внутреннему диаметру, установить вид нагружения колец подшипника.
Построить схемы расположения полей допусков сопрягаемых деталей. Рассчитать предельные размеры сопрягаемых деталей, зазоры (натяги).
Тип подшипников, их конструктивные особенности и номинальные размеры выбираются на стадии проектирования узла в результате расчётов на прочность, долговечность и т.д., в зависимости от условий работы. Надёжность работы подшипниковых узлов в значительной степени зависит от правильного выбора посадки колец подшипника на вал и в корпус.
Выбор посадок требует определения видов нагружения (местное, циркуляционное, колебательное). Так как передача на вал крутящего момента осуществляется цилиндрическими зубчатыми колёсами, то на вал действует радиальная нагрузка, постоянная по направлению и величине.
Вал вращается, а корпус неподвижен, следовательно, внутреннее кольцо циркуляционное нагружение, а наружное местно.
По условию задан подшипник качения 0-го класса точности с тяжелым режимом работы. По масштабному коэффициенту определяем внутренний размер кольца подшипника (должно быть кратно пяти). По ГОСТ 8338-75 определяем подшипник – 404:
Диаметр внутреннего кольца:
Диаметр наружнего кольца:
Ширина кольца подшипника: B=19
Посадка
внутреннего кольца на вал:
Посадка
наружнего кольца в корпус:
Предельные отклонения средних диаметров колец подшипника качения определяем по ГОСТ 520-2002, предельные отклонения отверстия Ø20L0, вала корпуса Ø72l0 – по ГОСТ 25346-89.
Результаты расчётов приведены в таблице
Таблица 3.1. – Результаты расчёта предельных размеров колец подшипника качения.
Диаметры, мм |
ES(es), мкм |
EI(ei), мкм |
Dmin(dmin), мм |
Dmax(dmax), мм |
Ø20 |
0 |
-10 |
19,99 |
20 |
Ø72 |
0 |
-13 |
71,987 |
72 |
Предельные размеры вала Ø20js6:
Рассчитываем
предельные размеры отверстия корпуса
.
По
ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска
,
и значение основного (нижнего) отклонения
.
тогда верхнее отклонение:
Предельные размеры отверстия:
Рассматриваем
предельные значения натягов
:
Величина
зазор определяем по формуле
:
Рис.
3.1 – Схема расположения полей допусков
Рис. 3.2 – Схема расположения полей допусков 72
Определяем наличие радиального зазора в подшипнике.
По ГОСТ 24810-81 определяем начальный радиальный зазор Gre:
Определяем среднее значение начального радиального зазора:
Вычисляем диаметральную деформацию дорожки качения внутреннего кольца. Для этого определяем приведенный диаметр внутреннего кольца:
Действительный натяг:
Диаметральная деформация дорожки качения циркуляционного нагруженного внутреннего кольца:
Посадочный зазор определяем по формуле:
Из этого следует, что посадка выбрана верно.