4. Расчет посадок подшипников качения

Задание выполняется в соответствии с вариантом, приведенным в [6, с.7-8; 7].

Исходные данные [7, с.8, вариант 5, часть 3]:

• чертеж редуктора изображен в [7, рис. 2];

• номер позиции подшипника качения (обозначение) в [7, рис. 2– 6];

• размер подшипника d×D - 90×160 мм;

• радиальная нагрузка, действующая на подшипник, - 6000 Н.

По справочникам [8, с.121] или [9, с.143] находим по двум размерам (d=90 мм и D=160 мм) ширину подшипника (В), радиус закругления колец (r) и условное обозначение подшипника.

Подшипник 218: d = 90 мм; D = 160 мм; В = 30 мм; r = 3 мм.

1. Устанавливаем вид нагружения каждого кольца подшипника.

Исходя из [7, с.7, рис.3, поз.6] подшипник используется в цилиндрическом редукторе. Подшипник является одной из опор ведомого вала, на котором установлено зубчатое колесо. Согласно чертежу наружное кольцо подшипника воспринимает радиальную нагрузку, постоянную по направлению. Наружное кольцо установлено неподвижно. Значит, наружное кольцо воспринимает нагрузку ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности корпуса редуктора. Следовательно, характер нагружения кольца – местный.

Внутреннее кольцо подшипника вращается совместно с ведомым валом редуктора (внутреннее кольцо подшипника установлено неподвижно на ведомом валу) и воспринимает радиальную нагрузку последовательно всей окружностью дорожки качения подшипника и передает ее последовательно всей посадочной поверхности вала. Следовательно, характер нагружения кольца – циркуляционный [10, с. 343, табл. 4.88].

2. Для кольца, имеющего циркуляционное нагружение (внутреннее кольцо подшипника), рассчитаем интенсивность радиальной нагрузки [10, с.344].

где P_R – интенсивность радиальной нагрузки, кН;

F_r – радиальная реакция опоры на подшипник (радиальная реакция опоры на подшипник равна радиальной нагрузке, действующей на подшипник, т.е. в рассматриваемом примере 6000 Н или 6 кН), кН;

b – рабочая ширина посадочного места (b = В - 2r), м;

k₁ – динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки (при перегрузке до 150 %, умеренных толчках и вибрации k₁= 1; при перегрузке до 300 %, сильных ударах и вибрации k₁ = 1,8). В нашем случае 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 между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору. Для радиальных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом k₃ =1.

кН/м.

По [10, с.348, табл. 4.90.1] выбираем поле допуска для вала ø90js6 (диаметр d 90 мм, принимаем интервал «Св. 80 до 180 мм» с допускаемыми значениями P_R » 600 кН/м).

Полное обозначение размера вала .

Выбираем класс точности подшипника – 0.

Согласно [10, с.345, табл. 4.89.1] при циркуляционном нагружении внутреннего кольца назначаем посадку внутреннего кольца подшипника и вала → (отклонения наружного и внутреннего диаметров подшипника в [10, с. 358-359, табл. 4.92]).

Для посадочного отверстия корпуса редуктора под наружное кольцо подшипника с местным нагружением назначаем поле допуска ø160Н7 (отверстие в корпусе разъемное [10, с.347, табл. 4.89.2]).

Согласно [10, с. 345, табл. 4.89.1] при местном нагружении наружного кольца назначаем посадку отверстия корпуса редуктора и наружного кольца подшипника → .

3. Схемы расположения полей допусков колец подшипников и присоединительных поверхностей вала и корпуса.

3.1. - внутреннее кольцо подшипника с валом.

3.2. - отверстие корпуса редуктора с наружным кольцом подшипника.

4. Эскизы посадочных мест вала и корпуса.

4.1. Эскиз посадочного места вала.

4.2. Эскиз посадочного места корпуса редуктора.

Шероховатость поверхности вала, корпуса и допуски формы и расположения поверхности берутся из справочника [2; 10, с.384 табл. 4.95] или из другой справочной литературы по подшипникам качения.

4.3. Обозначение на сборочном чертеже посадок подшипников качения.

4.4. Определяем допуск для знака “отклонение от круглости” (допуск составляет 30% от допуска размера подпункт 4.1).

Тd_90js6 = es – ei = 0,011 – ( - 0,011) = 0,022 мм,

Т_о = 0,3Тd_90js6 = 0,3·0,022 = 0,0066 мм,

где Тd_90js6 – допуск размера ;

Т_о – допуск для знака “отклонение от круглости”.

4.5. Определяем допуск для знака “отклонение профиля продольного сечения” (допуск составляет 60% от допуска размера подпункт 4.1).

Т₌ = 0,6 Тd_90js6 = 0,6·0,022 = 0,0132 мм.

4.6. Допуск для знака “торцовое биение” (подпункт 4.1) принимаем равным допуску для знака “ отклонение профиля продольного сечения ”

Т_↑ = Т₌ = 0,0132 мм.

4.7. Принимаем Т_о = 0,006 мм, Т₌ = Т_↑ = 0,013 мм (подпункт 4.1).

4.8. Определяем допуск для знака “отклонение от круглости” (допуск составляет 30% от допуска размера подпункт 4.2).

TD_160H7 = ES – EI = 0,04 – 0 = 0,04 мм,

Т_о = 0,3TD_160H7 = 0,3·0,04 = 0,012 мм,

где TD_160H7 – допуск размера .

4.9. Определяем допуск для знака “радиальное биение” размера .

Отклонение от круглости, радиальное биение и полное радиальное биение составляют 30, 20 и 12% допуска размера, поэтому принимаем допуск радиального биения равным допуску отклонение от круглости.

Т_↑ = Т_о = 0,012 мм.

4.10. Принимаем Т_о = 0,012 мм, Т_↑ = 0,012 мм (подпункт 4.2).

23