Расчет и выбор посадок подшипников качения

Для подшипникового узла обоснованно выбрать класс точности подшипника, определить вид нагружения его колец, назначить посадку по присоединительным поверхностям подшипника.

Действующие стандарты: ГОСТ 520-71, ГОСТ 3325-55 (СТ СЭВ 773-77), СТ СЭВ 774-77, ГОСТ 25347-82 (СТ СЭВ 144-750), СТ СЭВ 636-77.

 

Выбор класса точности подшипника

Выбор класса точности подшипника производят в зависимости от условий работы проектируемого механизма. При ограниченной информации об условиях работы механизма, что имеет место в задании на курсовую работу, точность подшипника можно выбрать исходя из заданной окружной скорости (V_окр, м/с) и требований к зубчатому колесу (см. табл. 1 задания по своему варианту).

При V_окр < 2 м/с рекомендуется использовать подшипники 0-го класса точности, при V_окр = 2…6 м/с – 6-го класса точности, при V_окр = 6…10 м/с – 5-го класса точности и при V_окр> 10 – 4-го класса точности. Если по заданию от зубчатого колеса требуется “точность вращения” или “бесшумность работы”, то независимо от V_окр для подшипника следует назначать 5-ый или 4-ый классы точности.

В зависимости от выбранного класса точности по СТ СЭВ 774-77, табл. 1-3 или из [2, табл. 4.82, 4.83, с. 273-276] определяются отклонения присоединительных размеров колец подшипников. При этом необходимо выписывать отклонения на средние значения диаметров колец: d_m – для внутреннего и D_m – для наружного кольца.

 

В нашем примере

При скорости вращения вала 8 м/с и требовании к контактной прочности в зубчатой передаче класс точности подшипника принимаем 5-й (пункт 2.1 методических указаний к выполнению курсовой работы). При этом выписываем отклонения на средние значения диаметров колец - для внутреннего диаметра и - для наружного ([1], табл.4.93),

 

Выбор посадок

При выборе посадок различают три основных вида нагружения колец: местное, циркуляционное и колебательное. Виды нагружения колец определяются в зависимости от условий работы подшипников по табл.. 7 ГОСТ 3325-55. При выборе посадок при­нять, что радиальная нагрузка, воспринимаемая подшипниками, постоянная по направление. Тогда, если вращается внутреннее кольцо, то оно будет икать циркуляционное, а наружное - мест­ное виды нагружения, если вращается наружное кольцо, то на­оборот.

При выборе посадок для циркуляционно нагруженных колец предварительно рассчитывается интенсивность нагрузки Р_R подшипника:

(1, стр.276)

где: R - радиальная реакция опоры, Н; b - рабочая ширина кольца подшипника, мм; К_П - динамический коэффициент посадки (см. ПЗ табл.1); F - коэффициент, учитывающий степень ослабле­ния натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (см, П3 табл. 2); F_A - коэффициент неравномерности распределения ради­альной нагрузки в двухрядных подшипниках (для всех вариантов заданий F_А =1).

При выборе значения коэффициента F предварительно необ­ходимо рассчитать соотношения D/d у подшипника и D₁ /d у ва­ла, где D₁ - диаметр сквозногоотверстия полого вала (см. табл. 1.1 задания).

По найденной величию Р_R при помощи [2 табл. 4.92 с. 286] с учётом класса точности подшипника и его диаметра на­ходят поле допуска сопрягаемой с подшипником детали.

Выбор посадок при местном нагружении колец подшипников осуществляется по [2 табл. 4.89 с. 285]. При этом исход­ными данными являются характер нагрузки (см. табл. 1 и 2 исходных данных), диаметр наружного кольца подшипника D и его класс точности.

Предельные отклонения размеров валов и отверстий в корпусах в соответствии с выбранной посадкой определяется по ГОСТ 25347-82 (СТ СЭВ 144-75).

Погрешности формы и расположения поверхностей, а также шероховатость посадочных поверхностей выбирается в зависи­мости от класса точности подшипника и его размеров (см. П3 табл. 3).

При выполнении этого раздела курсовой работы необходи­мо в записке вычертить схемы расположения полей допусков для посадок колец подшипников и указать в таблице итоговые данные расчётов.

Итоговые данные по расчету и выбору посадок подшипников качения Таблица 4

Подшипник

PR, Н/мм

Выбранное поле

Сопрягаемые детали

Класс точности

Размеры с предельными отклонениями, мм

Допуски формы и расположения поверхностей, мкм

Ra, мкм

Вала d

отв. корпуса D

вала

отв. корпуса

вала

отв. корпуса

d

D

b

/o/

↗

/o/

↗

Данными табл. 4 следует воспользоваться при оформлении сборочного чертежа и чертежа вала.

В нашем примере

Подшипник шариковый радиальный однорядный 207 (ГОСТ 8338-75): r=2; d=35; D=72; B=17; (мм)

Предварительно рассчитываем интенсивность нагрузки подшипника:

где R=7500 Н; b=B-2r=17-2·2=13 мм; =1; F=1.0; =1.

.

Заданным условиям соответствует поле допуска сопрягаемого с подшипником вала k6 ([1], табл. 4.92, с 287). Подберем посадку для наружного кольца подшипника ([1], табл. 4.92, с.287). Примем посадку H7.

Итоговые данные по выбору и расчету посадок подшипников качения Таблица 4

Подшипник

, кН/м

Выбран-ное поле

Сопрягаемые детали

Допуски формы и расположения поверхностей, мкм

Ra, мкм

Вала d

Отверстие корпуса D

Вала

Отверс-тия корпуса

Вала

Отв. корпуса

Размеры с предельными отклонениями, мм

Класс точнос-ти

d

D

B

Ó

Ü

Ó

Ü

35-0,008

72-0,009

17-0.12

576.9

k6

H7

0.63

0.63

 

Данные допусков формы и расположения поверхностей ([1], табл. 4.82).

Данные шероховатости ([1], 2т., табл.4.95, стр.296).

Данные предельных отклонений взяты из ([1], 2т., табл.4.82, 4.83).