3.2. Расчет и выбор посадок.

3.2.1.Гладкие цилиндрические соединения.

Посадки с зазором в подшипниках скольжения. Наибольшее распространение имеют гидродинамические подшипники, в которых смазочный материал увлекается вращающейся цапфой в постепенно сужающийся (клиновой) зазор между цапфой и вкладышем подшипника, в результате чего возникает гидродинамическое давление, превышающее нагрузку на опору и стремящееся расклинить поверхности цапфы и вкладыша. Не вдаваясь в детали гидродинамического расчета, отметим лишь виды посадки, рекомендуемые на основании этих расчетов H7/e7 и H7/d7 (см. Решетов Д.Н. Детали машин. 3-е изд. М.: Машиностроение, 1974. 655с.). Предпочтительные посадки –H7/e8, H8/e8.

Переходные посадки. Переходные посадки H/j , H/k, H/m, H/n используются в разъемных соединениях для центрирования сменных деталей или деталей, которые при необходимости могут передвигаться вдоль вала. Эти посадки характеризуются малыми зазорами и натягами, что позволяет осуществлять сборку таких узлов без особых усилий (вручную).

Посадки с натягом предназначены для получения неподвижных неразъемных соединений без дополнительного крепления деталей. Иногда для повышения надёжности соединения дополнительно используют шпонки, штифты и т.п. Относительная неподвижность деталей обеспечивается силами сцепления (трения), возникающими на контактирующих поверхностях вследствие их деформации, создаваемой натягом при сборке соединения. Допуски для образования посадки с натягом можно получить расчётным путём (см., например Якушев А.И. или Решетов Д.Н.). Упрощенный подход к выбору посадки с гарантированным натягом – воспользоваться рекомендациями:

--H7/p6 предпочтительна для соединений тонкостенных деталей и при воздействии небольших нагрузок;

--H7/r6 предпочтительна для соединений кондукторных втулок с корпусом кондуктора;

--H7/s6 предпочтительна для соединения центральной колонны крана с основанием;

--H7/u7 ------- « -------«---------«-------------- ступицы и венца червячного колеса, втулок подшипников скольжения в изделиях тяжелого машиностроения;

--H8/x8, H8/z8 - самые большие гарантированные натяги, воспринимающие большие нагрузки.

Надёжность посадок с натягом зависит от механических свойств материалов соединяемых деталей, шероховатости и отклонений формы их поверхностей, конструктивных факторов, натяга, метода сборки и т.д. Посадку считают годной, если при наименьшем натяге гарантируется неподвижность соединения, а при наибольшем - прочность соединяемых деталей.

Допуски и посадки подшипников качения.

Качество подшипников определяется: 1)точностью присоединительных размеров d,D,

ширины колец B, а для роликовых радиально- упорных подшипников еще и точностью монтажной высоты Т; точностью формы и взаимного расположения поверхностей колец подшипников и их шероховатости; точностью формы и размеров тел качения в одном подшипнике и шероховатостью их поверхностей;2) точностью вращения, характеризуемой радиальным и осевым биениями дорожек качения и торцов колец. В зависимости от указанных показателей точности по ГОСТ 520-89 (СТ СЭВ 774-77) установлено пять классов точности подшипников в порядке возрастания точности): 0; 6; 5; 4; 2. Для большинства механизмов общего назначения применяют подшипники класса точности 0. Подшипники более высоких классов точности применяются при больших частотах вращения и в случаях, когда требуется высокая точность вращения вала.

Посадка соединения наружного кольца подшипника с корпусом назначают в системе вала, а посадку соединения внутреннего кольца с валом – в системе отверстия. Однако поле допуска на диаметр отверстия внутреннего кольца расположено в «минус» от номинального размера, а не в «плюс», как у обычного отверстия, т.е. не «в тело» кольца, а вниз от нулевой линии.

Выбор посадок подшипников качения на валы и в корпуса. Согласно ГОСТ 3325—85 (СТ СЭВ 773-77) различают три основных вида нагружения колец, рис.9.16, стр.236 [2]:

1-местное нагружение, когда кольцо воспринимает постоянную по направлению радиальную нагрузку Fт (например, натяжение приводного ремня) лишь ограниченным участком окружности дорожки качения и передаёт её соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса;

2-циркуляционное нагружение, когда кольцо воспринимает результирующую радиальную нагрузку Fr последовательно всей окружностью дорожки качения и передаёт её всей посадочной поверхности вала или корпуса;

3-колебательное нагружение, когда равнодействующая нагрузка не совершает полного оборота, а колеблется между двумя точками нагруженного кольца.

При местном и циркуляционном нагружении посадки следует выбирать так, чтобы вращающееся кольцо подшипника было смонтировано с натягом, исключающим возможность обкатки и проскальзывания этого кольца по посадочной поверхности вала или отверстия в корпусе в процессе работы под нагрузкой; другое кольцо должно быть установлено с зазором. Рекомендуемые посадки для подшипников качения и примеры их применения приведены в ГОСТ 3325-55 (СТ СЭВ 773-77).

При циркуляционном нагружении колец подшипников посадки выбирают по интенсивности радиальной нагрузки p на посадочную поверхность. Допускаемые значения р, подсчитанные по средним значениям посадочных натягов, приведены в табл. 9.3 и 9.4 учебн. Якушева А.И. Далее методика выбора посадки подшипников см. там же.