8.1.2Назначение посадок подшипников

Подшипник является основным комплектующим изделием, не подлежащим в процессе сборки дополнительной доводке. Требуемые посадки в соединении подшипника качения получают назначением соответствующих полей допусков на диаметры вала и отверстия в корпусе. Для подшипников качения принято следующее отличие от обычной в машиностроении системы допусков : поле допуска на диметр отверстия внутреннего кольца подшипника рис.21. Расположено не вверх от нулевой линии («в плюс»), а вниз («в минус»). Этим гарантируют получение натягов в соединениях внутреннего кольца с валами, имеющими поля допусков «k», «m», «n».

Поле допуска на диаметр наружного кольца располагают как обычно «в минус» или «в тело детали». Поэтому и характер сопряжения наружного кольца с корпусом такой же, как в обычной системе допусков.

Рис. 21

Для наиболее распространенного в общем машиностроении случая применяют поле допуска на диаметр отверстия подшипника назначаем L0 согласно [1,с.113]. Поле допуска на наружный диаметр подшипника назначаем соответственно l0 [1,с.113]. Поле допуска на вала принимаем согласна табл. 7.6 [1,с.113] – назначаем – k6. Поле допуска отверстия корпуса выбираем по табл. 7.7 [1,с.113] – назначаем – Н7.

8.1.3 Назначение посадок валов

Все необходимые посадки валов кроме посадки под колесо назначаем согласно рис.10.9 [1,с.163].

8.1.4 Назначение посадок стаканов и крышек подшипников

Посадки сквозных и глухих крышек подшипников назначаем согласно рис.8.7 [1,с.163].

Посадки стаканов назначаем согласно рекомендациям [1,с.148] рис.22.

Рис.22

8.2 Расчет посадки с натягом соединения промежуточный вал – колесо

В последнее время для передачи крутящего момента с колеса на вал все чаще применяют соединение с натягом. При посадках с натягом действуют напряжения, распределенные по поверхности соединения по условной схеме показанной на рис.23.

Рис.23

Действующие со стороны колеса на вал окружная и радиальная силы вызывают перераспределение напряжений. В цилиндрических косозубых передачах соединения вал – ступица нагружены, кроме того, изгибающим моментом от осевой силы в зацеплении. Этот момент также вызывает перераспределение напряжений. Вследствие такого перераспределения на торце детали напряжения в соединении вал – ступица могут оказаться равными нулю. Тогда произойдет так называемое раскрытие стыка, что недопустимо. Посадка с натягом должна быть выбрана из условия нераскрытия стыка.

Валы вращаются относительно действующих на них нагрузок. Поэтому в любой точке поверхности контакта за каждый оборот вала напряжения циклически изменяются в некоторых пределах. Циклическое изменение напряжений приводит к явлению усталости поверхностных слоев материала деталей, к микроскольжению посадочных поверхностей и, как следствие, к их изнашиванию, и так называемой контактной коррозии. Натяг в соединении в этом случае прогрессивно уменьшается и наступает момент, когда колесо повернется относительно вала.

Для предотвращения контактной коррозии или для уменьшения ее влияния в соединении с натягом следует предусматривать определенный запас сцепления К, который принимают согласно [1,с.81]. Для колес промежуточных валов редуктора К=4.5.

В качестве примера рассчитаем соединение с натягом вал – колесо быстроходной ступени редуктора – см. КТПМ.ДМОК.КП.ПЛК.-5.02.00.00СБ.

Исходными данными для подбора посадки с натягом являются :

- вращающий момент на промежуточном валу Н;

- диаметр соединения мм;

- диаметр отверстия пустотелого вала , так как вал сплошной;

- условный наружный диаметр ступицы колеса мм;

- длина сопряжения .

1. Определение среднего контактного давления :

Среднее контактное давление определяем по формуле [1,с.81] :

,

где К – коэффициент запаса сцепления.

Осевую силу , действующую в зацеплении, в расчет не принимают : как показывает анализ, после приведения сил и к диаметру d соединения, влияние осевой силы оказывается незначительным.

f – коэффициент сцепления (трения). Согласно [1,с.82] для соединения сталь-сталь f=0.14.

МПа.

2. Деформация деталей :

Деформацию деталей рассчитываем по формуле [1,с.82] :

,

где и - коэффициенты жесткости ;

Е= МПа – модуль упругости стали;

= 0.3, согласно [1,с.82].

Коэффициенты жесткости находим по формулам [1,с.82] :

;

.

Тогда деформация деталей будет равна :

мкм.

3. Поправка на обмятие микронеровностей :

Поправку на обмятие микронеровностей рассчитаем по формуле [1,с.82] :

,

где и - средние отклонения профиля поверхности :

мкм согласно табл.22.2 [1,с.323];

мкм.

4. Поправка на температурную деформацию :

Так как рабочая температура  70 , выбираем , ,

Поправку на температурную деформацию вычислим по формуле [1,с.82] :

,

где ;

мкм.

5. Минимальный натяг, необходимый для передачи вращающего момента определим по формуле [1,с.82] :

;

мкм .

6. Максимальный натяг, допускаемый прочностью охватывающей детали вычислим по формуле [1,с.82] :

,

где мкм [1,с.82] – максимальная деформация, допускаемая прочность деталей соединения,

где Мпа [1,с.82] - максимальное давление, допускаемое прочностью охватывающей детали ( - предел текучести материала охватывающей детали, МПа).

МПа;

мкм;

мкм.

7. Выбор посадки. По значениям и выбираем из табл. 6.3 [1,с.83] одну из посадок, удовлятворяющих условию :

;

.

Выбираем посадку для которой , .

8. Температура нагрева охватываемой детали должна быть такой, чтобы не происходило структурных изменений в материале, для стали не выше 230…240 [1,с.84].

,

где мкм для d=30…80 мм [1,с.84], зазор предназначенный для удобства сборки.

230 ,

Следовательно сборка при заданных параметрах невозможна.

Определяем силу запрессовки согласно [1,с.83] :

,

где , МПа – давление от натяга выбранной посадки;

- коэффициент сцепления (трения) при прессовании [1,с.83].

МПа;

Н.