Проектирование механизма переключения зубчатых колес

дипломная работа

4.2 Выбор посадок подшипников качения на валы и в корпусах

Так как подшипник является готовым изделием с заводскими предельными отклонениями, то для образования посадки диаметры наружного и внутреннего колец приняты соответственно за диаметры основного вала и основного отверстия, а следовательно, посадки наружного кольца с корпусом осуществляют по системе вала, а посадки внутреннего кольца с валом - по системе отверстия.

Посадку подшипника качения на вал и в корпус выбирают в зависимости от типа и размера подшипника, условий его эксплуатации, величины и характера действующих на него нагрузок и вида нагружения колец. Различают три основных вида нагружения колец: местное, циркуляционное и колебательное (СТ СЭВ 773 - 77).

При местном нагружении кольцо воспринимает постоянную по направлению результирующую радиальную нагрузку Fr одним и тем же ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса, что имеет место, например, когда кольцо не вращается относительно нагрузки.

При циркуляционном нагружении кольцо воспринимает результирующую радиальную нагрузку Fr последовательно всей окружностью дорожки качения и передает ее также последовательно всей посадочной поверхности и постоянно направленной нагрузке Fr.

Посадки нужно 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 нужно монтировать с зазором.

Монтаж подшипника с натягом производят преимущественно по тому кольцу, которое испытывает циркуляционное нагружение. В данном случае это внутреннее кольцо подшипника. Наличие зазора между циркуляционно нагруженным кольцом и посадочной поверхностью детали может привести к развальцовыванию и истиранию металла сопряженной детали, что недопустимо. При циркуляционном нагружении колец подшипников посадки выбирают по величине РR - интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности.

,(5.1)

где Fr - радиальная нагрузка на опору, кН; b - рабочая ширина посадочного места, м; (В - ширина подшипника; r - радиус скругления кромок отверстия внутреннего кольца); k1 - динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки (при перегрузке до 150%, сильных ударов и вибраций k1 = 1); k2 - коэффициент учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале k2 = 1); k3 = коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки Fr между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки Fa на опору (k3 = 1).

кН/м.

По таблице 4.92 из [5, стр. 287] определяем, что заданным условиям для вала соответствует поле допуска по ЕСДП СЭВ.

Минимальный натяг, с которым должно быть смонтировано вращающееся кольцо подшипника.

,(5.2)

где Fr - радиальная нагрузка; N/ - коэффициент (для подшипников лёгкой серии 2,3).

мм.

Во избежание разрыва колец подшипника наибольший натяг посадки не должен превышать допускаемого натяга

,(5.3)

где у - допускаемое напряжение при растяжении (для подшипниковой стали у ? 400 МПа).

мм.

По таблице 4 [2, стр. 290] определяем предельные отклонения вала при допуске : мкм; мкм, а также найдём и следующие величины: мм, мм, мм, мм

Из этой же таблицы определили допуск размера для отверстия мм, допуск размера для вала, мм, наибольший натяг мм, наибольший зазор, мм, и допуск посадки мм.

Из всего этого можно сделать вывод, что ; . А так как оба условия выполнены, то, следовательно, посадка выбрана правильно.

Схема расположения поля допуска кольца показана на рисунке 4.1.

С зазором монтируют то кольцо, которое испытывает местное нагружение; при такой посадке устраняется заклинивание шариков, а кольцо, смонтированное с зазором, под действием толчков и вибраций постепенно поворачивается по посадочной поверхности, благодаря чему износ беговой дорожки происходит равномерно по всей окружности кольца. Срок службы подшипников при такой посадке колец с местным нагружением повышается. В данном случае местно нагруженным кольцом является наружное. Используя таблицу 8.6 [8, стр. 189], определяем посадку Н7 в корпус для местно нагруженного кольца с посадочным диаметром до 110 мм при перегрузке до 150%.

По таблице 8 [2, стр. 302] для поля допуска Н7 при номинальном размере до 120мм предельные отклонения будут следующими: мкм, мкм. Кроме отклонений также вы считаем и другие параметры: мм; мм; мм; мм; допуск размера для отверстия мм; допуск размера для вала мм; наибольший зазор мм; наименьший зазор мм; средний зазор мм; допуск посадки мм.

Теперь проведём проверку: мм.

Схема расположения полей допусков показана на рисунке 4.1

Рисунок .4.1 - Схемы расположения полей допусков колец подшипников качения, вала и отверстия

Рисунок 4.2 - Сборочный чертеж подшипникового узла с указанием выбранных посадок (а) и чертежи посадочных поверхностей (б): 2 - крышка; 3 - подшипник качения

Делись добром ;)