2 Расчет и выбор посадок подшипников качения

Цель работы: рассчитать посадки колец подшипников с валом и корпусом; назначить на сопрягаемые детали отклонения формы посадочных поверхностей и шероховатости

2.1 Подшипник-изделие, являющееся частью опоры или упора, которое поддерживает вал, ось или иную подвижную конструкцию с заданной жесткостью.

Подшипники качения являются основными комплектующими изделиями, изготовляемыми на специализированных заводах. Посадочными или присоединительными размерами подшипников являются наружный диаметр наружного кольца D, по которому подшипник сопрягается с корпусом, и внутренний диаметр внутреннего кольца d, по которому подшипник сопрягается с валом. Подшипники качения в процессе сборки не подлежат дополнительной доработке, поэтому посадка внутреннего кольца на вал осуществляется в системе отверстия, а наружного кольца в корпус - в системе вала.

Работоспособность подшипников качения зависит от точности их изготовления и характера соединения с сопрягаемыми деталями. Все подшипники делятся на 5 классов точности: 0, 6, 5, 4, 2, в порядке повышения точности. В классах высокой точности требования к точности деталей подшипника резко возрастает. Дорогостоящие подшипники высокой точности применяются только в особых случаях (например, в прецизионных приборах).

2.2 Выберем вид и номер подшипника:

Режим работы-1;

D=150мм;

R=25кН.

Таблица 4 – Параметры подшипника

Номер подшипника	d,диаметр внутреннего кольца, мм	D,диаметр наружного кольца, мм	B,ширина колец, мм	r, радиус фаски, мм
209	70	150	35	3,5

2.3 В данном случае радиальная нагрузка постоянна по направлению, а вращается внутреннее кольцо. Следовательно, внутреннее кольцо испытывает циркулярное нагружение.

2.4 Выберем посадки при циркулярном нагружении колец подшипников по интенсивности радиальной нагрузки P_R, приходящейся на единицу длины посадочной поверхности. Для выбора посадки рассчитаем величину интенсивности радиальной нагрузки:

=;

где R -радиальная нагрузка = 25кН,

b=B-2r- рабочая ширина посадочного места,

K₁=1- динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки,

K₂=1- коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале ли тонкостенном корпусе,

K₃=1- коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки.

2.5 Назначаем предельные отклонения для подшипника 0-го класса точности:

d=; D=; B=.

2.6 Таким образом, имеем посадочные диаметры: вала 70 n6 и отверстия 150 P7.

Строим схему полей допусков (рисунок 3).

КB- поле допуска диаметра отверстия внутреннего кольца подшипника, а hB- поле допуска диаметра наружного кольца подшипника.

Рисунок 3- Схема расположения полей допусков

3 Нормирование допусков и назначение посадок шпоночных соединений

Цель работы: назначить поля допусков для деталей, входящих в шпоночные соединения в зависимости от условий эксплуатации и требований и точности центрирования

Шпоночное соединение служит для передачи вращательных моментов между валами и насаженными на них зубчатыми колесами, полумуфтами и другими деталями. Независимо от характера соединения шпонки должны обеспечить хорошее центрирование и исключить относительное проворачивание соединяемых деталей, поэтому боковые зазоры у шпонок нежелательны.

Получить шпоночное соединение с идеальным центрированием и без боковых зазоров практически невозможно и не всегда требуется по условиям эксплуатации.

Различают соединения сегментными и призматическими шпонками.

Для облегчения сборки и создания неподвижных и подвижных соединений валов и втулок, одна и та же шпонка боковыми гранями часто сопрягается с пазами вала и втулки по разным посадкам. Требуемые посадки получают, изменяя поля допусков пазов при неизменном поле допуска шпонка, т.е. по ширине шпоночных соединений применяются посадки в системе вала. Стандартными назначены поля допусков Н9 на ширину шпонки.

По ширине шпонок перечисленные поля допусков образуют три вида посадок и соединений:

1) свободное соединение - применяются при затрудненных условиях сборки и действии нереверсивных равномерных нагрузок, а также для получения подвижного соединения при легких режимах работы;

2) нормальное соединение - неподвижное соединение, не требующее частых разборок, не воспринимающее ударных реверсивных нагрузок, отличающееся благоприятными условиями сборки;

3) плотное соединение - характеризуемое вероятностью получения примерно одинаковых небольших натягов соединения шпонки с обоими пазами, сборка осуществляется запрессовкой, применяется при редких разборках и реверсивных нагрузках.

Пример шпоночного соединения представлен на рисунке 4.

Рисунок 4 – Шпоночное соединение

3.2 В данной конструкции шпоночное соединение служит для передачи крутящего момента c вала 1 к зубчатому колесу 7.

Номинальные размеры шпоночного соединения выбираем из таблицы в зависимости от диаметра вала.

d=40; b=12; h=8;

l=40; t₁=5; t₂=3,3.

3.3 Из условия работы и сборки соединения определяем вид соединения по ширине шпонки в таблице. Условие работы – свободное.

3.4 По таблице выбираем посадки на валу Н9, на втулке D10.

Назначим поле допуска на посадочные поверхности вала и втулки, соединяемые шпонкой. Принимаем посадку: 40

3.5 Назначаем допуски на размеры шпонки:

b=12h9;

h=8h11;

l=40h14.

3.6 Назначаем предельные отклонения на глубину шпоночных пазов на валу и во втулке:

;

;

;

.

Построим схему расположения полей допусков на ширину шпоночных пазов (рисунок 5).

Рисунок 5 – Схема расположения полей допусков на ширину шпоночных пазов