Методические указания - Подшипники качения

Рис.11. Подшипниковый узел. К примеру 1

21

Рис.12. Расположение полей допусков подшипникового узла. К примеру 1

22

90 мм; 40 мм соответственно. Требования к точности вращения подшипникового узла специально не оговорены, поэтому можно применить подшипник 0 или 6 класса точности. Для представленных геометрических размеров можно выбрать радиальный однорядный шарикоподшипник 6-308, у которого D=90 мм; d=40 мм, ширина колец В=23 мм, фаски по краям колец r=2,5 мм. Совместно с корпусом вращается большое кольцо подшипника, нагружено оно циркуляционно, и посадка для установки кольца в корпус должна быть определена по формуле:

Рr=Fr k1 k2 k3 / b,

где Рr - интенсивность радиальной нагрузки;

Fr - расчетная радиальная нагрузка, равная 9000Н;

k1 - динамический коэффициент посадки при перегрузке 250% равен 1,8 по таб. П4;

k2 - коэффициент ослабления посадочного натяга при тонкостенном корпусе, где тонкостенность оценивается через отношение диаметров D/Dкор=90/125=0,72;

k2=1,4 по таб. П5;

k3 - 1, т.к. подшипник однорядный и осевая сила Fс=0;

b - ширина посадочной поверхности, есть ширина кольца подшипника за вычетом фасок:

b=В-2 r=23-2 2,5=18 мм.

Теперь

Рr=9000 1,8 1,4 1,0/0,018=1260000 Н/м = 1260 кН/м.

Полученной интенсивности нагрузки для наружного кольца D=90 мм по таб.П3. соответствует поле допуска N7 верхнее отклонение ES=-10 мкм, нижнее отклонение EI= -45 мкм и соответственно допуск TD=ES-EI=35 мкм. Определим по табл. П7 допуски подшипниковых колец для D; l6; TD=-13 мкм, для d; L6; Td=-10 мкм. Посадка внутреннего кольца подшипника по табл.П2 h6. Здесь еs=0; ei=-16 мкм по таб.П9, П8. На основе полученных данных можно построить поля допусков и проанализировать их

(рис. 12).

При установке крышки в корпус необходимо обеспечить собираемость по крепежным отверстиям, причем квалитет можно принять грубее, например IT10, заказав минимальный зазор Smin=75 мкм. Этот зазор необходимо обеспечить от значения минимального отверстия EI=-45 мкм. Ориентировочно основное отклонение вала (т.е. сопрягаемой цилиндрической поверхности крышки) должно быть es=(-45)+(-70)=-115 мкм. По табл. П9 находим es=-120 мкм и

23

через допуск таб. П8 IT10=140 мкм, для D=90 мкм, ei=-es-Td=-120- 140=260мкм. Построив поле допуска, проведем анализ посадок. Из рис. 12 видно, что наружное кольцо подшипника установлено со средним натягом Nm=21 мкм; внутреннее кольцо с зазором Sm=3 мкм; крышка установлена с зазором Sm=162,5 мкм. На основе рис. 11, а и рис.12 проводится деталирование узла с указанием размеров, допусков отклонений формы и шероховатостей поверхностей (рис. 14, б).

4.2. Пример 2. Подшипниковый узел с вращением вала.

Рассмотрим конструкцию (рис.13): вал редуктора, установленный в корпус, по условиям работы вращается вал вместе с внутренним кольцом подшипников, перегрузка до 200%, корпус разъёмный неподвижный.

С левой стороны установлены два однорядных конических роликовых подшипника 7318, имеющих размеры:

d=90 мм, D=190 мм, B=43 мм, r=4 мм и r1=1,5 мм, угол контакта α=12°.

С правой стороны предусмотрен стакан в который установлен радиальный роликовый подшипник 32617, размеры которого:

d=85 мм, D=180 мм, B=60 мм и r=4 мм.

Редуктор, в котором применен данный узел, общего назначения, поэтому подшипники можно применить нулевого класса точности L0.

Совместно с валом вращаются внутренние кольца подшипников, нагруженные циркуляционно. Внешние кольца не вращаются, воспринимая нагрузку только некоторым участком, и нагружены местно. Нагрузка приложенна к зубчатой шестеренке, распределена по опорам: на левую опору F1=60кH, на правую

F2=50кH, осевая Fс=10кH.

Выберем посадки циркуляционно нагруженных колец на основе расчета интенсивности нагрузки Р1r и Р2r по формуле:

Pi=F K1 K2 K3 / b.

Для каждой из опор вычислены необходимые параметры с использованием таблиц приложения.

Левая опора: K1=1,8 (т.к. перегрузка - 200%), K2=1 (т.к. вал не ослаблен), K3=1,6 (т.к. ctg12°=4,7). А/F ctg =(10/60) 4,7=0,785.

Эффективная ширина колец левой опоры b=[B-(r+r1)] 2; b =[43-(4+1,5)] 2=75мм.

24

Правая опора: K1=1,8; K2=1; K3=1 (т.к. подшипник однорядный).

Эффективная ширина кольца: b=B-2r; b=60-2 4=52мм. Теперь можно получить: P1r=(60000/75) 1,8 1,0 1,6=2310 H/мм; P2r=(50000/52) 1,8 1,0 1,0=1730 H/мм.

Воспользовавшись табл. П3, можно определить, что для циркуляционно нагруженных колец:

P1r =2310 H/мм предусмотрено основное отклонение m по IT6,

m6;

P2r=1730 H/мм предусмотрено основное отклонение k по IT6,

k6.

Значения допусков колец подшипников берем из табл. П7: для левой опоры: подшипник роликовый конический класса

L0, D=190мм ei=-30 мкм d=90мм; ei=-20 мкм;

для правой опоры: подшипник роликовый радиальный класса

L0; D=180мм; ei=-25 мкм; d=85мм; ei=-20мкм.

Посадки местно нагруженных колец выбираем по табл.П2 из условий: класс точности подшипника L0; редуктор общего назначения, режим работы тяжелый, корпус разъемный. При данных условиях для всех местно нагруженных колец предписано поле Js 7 (для D=190мм; EI=-23; ES=23; D=180мм; EI=-20; ES=20).

Построив поля допусков, нетрудно определить величины экстремальных значений N и S, а также оценить средне вероятностные параметры Nm и Sm по рис.14, 15, 16.

Выбор посадок для установок крышек и стакана в корпус производится по методике, рассмотренной в примере 1; на основе указанных параметров для крышек и распорной втулки примем

IT10 Smin≥75мкм для стакана IT6 Smin=0, Sm≥35мкм.

Аналогично приняв IT10 для правой втулки на валу при Smin=70 мкм (выбирает конструктор), получим EI=100 мкм, что соответствует основному отклонению D, отсюда D10.

На основе полученных результатов вычерчивается деталировка с указанием посадок, отклонений, формы и шероховатостей поверхностей (для освоения материала рекомендуется студентам выполнить самостоятельно в виде эскизов).

25

26

Рис.14. Графическое представление посадок. К примеру 2

27

Рис.15. Графическое представление посадок. К примеру 2

28

Рис.16. Графическое представление посадок. К примеру 2

29

ПРИЛОЖЕНИЯ

30