3. Расчет и выбор посадок для соединений с подшипником качения

Исходные данные:

Подшипник №408; класс точности – 5; нагрузка R = 11 кН; нагружение колец: циркулярное – в.к., местное – н.к.; нагрузка с ударами и вибрацией, перегрузка до 300%.

3.1 По ГОСТ 3325 – 85 (прил.15 []) определяем основные параметры, по прил. 16,17 [] – предельные отклонения средних диаметров колец заданного подшипника.

D = 110 мм, d = 40 мм, B = 27 мм, r = 3 мм, ES_вк = 0, EI_вк = - 0,008 мм,

es_нк = 0, ei_нк = - 0,010 мм.

3.2 Находим интенсивность нагружения

P_R =R* F*К_П* F_a / b, [кН /м],

Где R – радиальная реакция опоры на подшипник, кН;

b – рабочая ширина посадочного места, м;

b = B - 2 r= 27 – 2*3 = 21 мм;

К_П – динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки, К_П = 1,8;

F – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале, F = 1;

F_а – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки,

F_а = 1

P_R =11* 1,8*1* 1 / 0,021 = 942,86, [кН /м]

3.3 По полученной интенсивности нагружения выбираем по прил. 18 поле допуска вала, сопрягаемого с кольцом, испытывающим циркулярное нагружение

Ø

3.4 При циркуляционном нагружении внутреннего кольца проверяем посадку на возможный разрыв кольца при запрессовке на вал. В выбранной посадке максимальный натяг не должен превышать значения, допускаемого прочностью кольца:

, [м],

Где [σ_р] – допустимое напряжение на растяжение, МПа, [σ_р] = 400 МПа;

К – коэффициент, учитывающий серию подшипника, К = 2

3.5 Выбираем по прил.19 поле допуска отверстия корпуса, сопрягаемого с местно нагруженным кольцом

Ø110Н6 (^+0,022)

3.6 Определяем предельные натяги и зазоры в выбранных посадках и строим схемы расположения полей допусков (рис 10)

S_мах = ЕS – еi_нк = 0,022+0,010= 0,032 мм

S_мiп = ЕI – еs_нк = 0 мм

N_мах = еs – ЕI_вк = 0,013 + 0,008= 0,021 мм

N_мiп = еi – ЕS_вк = 0,002 – 0=0,002 мм

Рисунок 10 – Схемы расположения полей допусков соединений с подшипником качения

3.7 Подбираем шероховатости посадочных поверхностей деталей(прил. 20):

валов R_а = 0,63 мкм, отверстий корпусов R_а = 1,25 мкм, торцов заплечиков валов и отверстий корпуса R_а = 1,25 и 2,5 мкм. Биение опорных торцов заплечиков валов – 7 мкм и отверстий корпуса – 15 мкм (прил.21). допускаемые отклонения формы и расположения посадочной поверхности вала

Т_д / 8 = 0,011 / 8 = 0,00138 ≈ 0,002

и корпуса Т_Д / 8 = 0,022 / 8 = 0,0028 ≈ 0,002

3.8 Вычерчиваем эскизы подшипникового узла и деталей, сопрягаемых с подшипником, с нанесением всех необходимых обозначений (рис 11)

Рисунок 11 – Эскизы подшипникового узла и сопрягаемых с подшипником деталей

4. Выбор посадок шпоночных соединений

Исходные данные:

Диаметр вала – 105 мм, характер соединения – нормальное.

4.1 По ГОСТ 23360 – 78 (прил.22) определяем основные параметры шпоночного соединения.

b*h*l = 28*16*80 мм, t₁ = 10 мм, t₂ = 6,4 мм

4.2 В зависимости от характера соединения определяем по прил. 23 и 24 поля допусков на ширину, высоту и длину шпонки; ширину, глубину, длину паза на валу и во втулке. По СТ СЭВ 144 – 75 (прил.4 - 7) находим их предельные отклонения.

b_шп = 28h9(_-0,052), h_шп = 16h11(_-0,100), l_шп = 80h14(_-0,740), b^п_в =28N9(_-0.056^-0.004)

b^п_вт = 28J_s9 (±0.026), l^п_в = l^п_вт =80Н15 (^+1,2), t₁ = 10_-0,2, t₂ = 6,4^+0,2

4.3 Определяем предельные зазоры и натяги в соединениях:

а) шпонка – паз вала

N_min = ei_шп – ES^п_в = - 0,052 + 0,004 = - 0,048 мм;

N_max = es_шп – EI^п_в = 0 + 0,056 = 0,056 мм.

б) шпонка – паз втулки

S_min = EI^п_вт – es_шп = - 0,026 – 0 = - 0,026 мм;

S_max = ES^п_вт– ei_шп = 0,026 + 0,052 = 0,078 мм.

4.4 Выбираем шероховатость поверхностей деталей (прил.10)

R_ab = 3,2 мкм, R_ah = 6,3 мкм, R_at1 = R_at2 = 12 мкм, R_ad = R_aD = 25 мкм

4.5 Строим схемы расположения полей допусков (рис 12) и вычерчиваем соединение в сборе и подетально с указанием всех основных размеров, полей допусков и шероховатости поверхности (рис 13)

Рисунок 12 – Схема полей допуска шпоночного соединения

Рисунок 13 – Эскизы шпоночного соединения и соединяемых деталей