1. Расчет гладких цилиндрических соединений с натягом.

Таблица 1 Данные:

D,мм	D2,мм	l,мм	материал	f	Mкр,Нм	E,Нм
20	25	25	6-сталь45 7-сталь20Х	0,15	35	2,06*10 11

Наименьший расчетный натяг:

(мкм),

где С1 и С2 – коэффициенты, определяемые по формулам (μ₁ и μ₂ – коэффициенты Пуассона, для стали μ=0,3)

Поправка к расчетному натягу:

∆ = ∆_ш +∆_t +∆_ц +∆_уд ;

∆_ш – учитывает смятие неровностей контактных поверхностей соединяемых деталей;

∆_ш =2К(Ra₁ +Ra₂) (мкм),

где Ra₁ =0.8 (мкм); Ra₂ =1.6 (мкм);

K =0,45 [1, ст. 14].

∆_ш =2 0,45(0.8+1,6) =2,16 (мкм);

∆_t –учитывает различие рабочей температуры и температуры сборки, а также различие коэффициентов линейного расширения материала деталей;

∆_t =(α₁ (t_p1 –t)-α₂ (t_p2 –t))*d = (11,5* (70-20)- 11,5* (50-20))*0,02 = 0,213 (мкм).

∆_уд -учитывает увеличение контактного давления у торцов охватывающей детали;

∆_уд =0,83 (мкм) [1, ст 16].

∆_ц =2 (мкм) [1, ст 14].

∆=2 + 0,213 +0,83 +2 =5,043 (мкм).

Наименьший функциональный натяг:

N_minF = N_{min расч} + ∆ = 8,00 + 5,043 = 13,043 ≈13 (мкм).

По величине N_minF подбираем ближайшую посадку [[4] стр. 154].

Проверка на прочность при Nmax:

МПа

Допустимое давление на поверхности колеса:

МПа

Допустимое давление на поверхности втулки:

МПа

Запас прочности втулки:

;

запас прочности колеса:

.

Посадка обеспечивает необходимую прочность соединения.

0,048

s6

0,035

Н7

0,021

0

Рисунок 1 Схема полей допусков

2. Расчет и выбор посадок подшипников качения.

Подшипник 6-205 посажен в разъемный корпус и на вращающийся сплошной вал с радиальной нагрузкой на опору, характер нагрузки – перегрузка до 150%; 6-205 - шариковый радиальный однорядный подшипник класса точности 6 средней серии и имеет следующие геометрические размеры:

D = 52 мм; d = 25 мм; B = 15 мм; r = 1,5

Подшипник испытывает местную нагрузку, наружное кольцо неподвижно, а внутреннее вращается.

По таблице 8 методического указания находим, что при спокойной нагрузке и умеренной вибрации, (нагрузка до 150%) и диаметре 52 мм может быть рекомендовано основное отклонение H поле допуска по седьмому квалитету точности – Н7.

Подбираем посадку внутреннего кольца подшипника на вал по интенсивности радиальной нагрузки P_Fr :

P_Fr = Fr*k1*k2*k3/(B-2*r)

где F_r - радиальная нагрузка на опору, Н;

k1 - динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки, принимаем k1=1[9]

k2 - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при пустотелом вале или тонкостенном корпусе, в данном случае k2=1[9];

k3 - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузи между рядами роликов в двурядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными радиально-упорными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору, в данном случае k3=1[9];

В - рабочая ширина посадочного места,

Интенсивность радиальной нагрузки:

Fr=2*Mкр/d =2*35/(0.025)=2800 (H)

P_Fr = 2800*1*1*1/(15 – 2*1,5) =233,3 (кН)

По таблице 9 [9] для диаметра внутреннего кольца подшипника ø25 при интенсивности радиальной нагрузки до 300кН принимаем основное отклонение вала для сопряжения с внутренним кольцом подшипника js, поле допуска по 6 квалитету точности –js6.

По ГОСТ 520-71 определяем предельные отклонения размеров посадочных диаметров внутреннего и наружного колец подшипника:

- для диаметра 25 мм класса точности 0 верхнее отклонение ES=0 (мкм), нижнее отклонение EI = -0,008 (мм);

- для диаметра 52 мм класса точности 0 верхнее отклонение es = 0 (мкм), нижнее отклонение ei = -0,011 (мм).

По ГОСТ 25347-82 [4] определяем предельные отклонения размеров посадочных поверхностей вала

и отверстия в корпусе:

- для диаметра вала 25 мм и поля допуска js6 верхнее отклонение es = +0,006 (мм), нижнее отклонение ei = -0,006 (мм);

-для отверстия в корпусе 52мм и поля допуска Н7 верхнее отклонение ES = +0,030 (мм), нижнее отклонение EI = 0 (мкм).

Определим наибольшие и наименьшие натяги в соединении внутреннего кольца подшипника с валом:

Nmin = ei – ES = 0,006 – 0 = 0,006 (мм).

Nmax = es – EI = 0,006 – (-0,008) =0,014 (мм).

Определим наибольший наименьший зазор в соединении наружного кольца подшипника:

Smin = EI – es = 0 – 0 = 0 (мм),

Smax = ES – ei = 0,030 - (-0,011) = 0,041 (мм)

Построим схему расположения полей допусков посадок 25js6 и 52 Н7 (рис.2).

Рисунок 2 Схема расположения полей допусков подшипника