Расчет и выбор посадок для деталей, сопрягаемых с подшипниками качения

 

Для решения задачи необходимы следующие исходные данные:

– обозначение типа (номера) подшипника качения;

– радиальная нагрузка на опору, Н;

– характер нагрузки подшипника;

– особенности конструкции корпуса (разъемный, неразъемный и его конструкционный материал).

Расчет проводится в следующей последовательности:

1. Определение номинальных размеров конструктивных элементов рассматриваемого подшипника (внутреннего и наружного диаметров, ширины кольца, радиуса фаски).

2. Определение величины номинальных размеров поверхностей, сопрягаемых с подшипником качения. Номинальный размер вала, сопрягаемого с внутренним кольцом подшипника, устанавливается в соответствии с номинальным размером этого кольца.

3. Определение вида погружения колец подшипника. Местным погружением кольца является такой вид погружения, при котором действующая на подшипник результирующая радиальная нагрузка постоянно воспринимается одним и тем же ограниченным участком дорожки кольца (в пределах зоны погружения) и передается соответствующему участку посадочной поверхности вала или отверстия корпуса. Такой вид погружения наблюдается, когда кольцо не вращается относительно действующей на него нагрузки и сопрягается с неподвижной деталью.

Циркуляционным является такой вид погружения, при котором действующая на подшипник результирующая радиальная нагрузка воспринимается и передается телами качения в процессе вращения дорожки качения последовательно по всей ее длине, а следовательно, и всей посадочной поверхности вала или корпуса. Такой вид погружения возникает, когда кольцо вращается относительно постоянной по направлению радиальной нагрузки, когда кольцо сопрягается с вращающейся деталью.

4. Назначение поля допуска на размер детали, сопрягаемой с циркуляционно нагруженным кольцом подшипника.

Поле допуска выбирается в соответствии с величиной номинального размера данной поверхности и величиной интенсивности радиальной нагрузки, Р_R, Н/м, определяемой по формуле:

 

(3.252)

 

где R – радиальная нагрузка на опору, Н;

В – ширина посадочного места кольца подшипника, м;

К_п – динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки. Значение коэффициента изменяется в пределах от 1,0 (при нагрузке с умеренными толчками и вибрацией, перегрузкой до 150%) до 1,8 (при нагрузке с сильными ударами и вибрацией и возможной перегрузкой до 300%);

F – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе. Значение коэффициента изменяется от 1 до 3 для вала (при массивном вале F = l), для корпуса от 1 до 1,8;

F₁ – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору (изменяется в пределах от 1 до 2).

5. Выбор поля допуска размера поверхности, сопрягаемой с местно нагруженным кольцом с учётом номинального размера, нормируемой поверхности, особенности нагружения кольца подшипника (нагрузка спокойная, с умеренными толчками и вибрацией или нагрузка с ударами и значительной вибрацией), а также конструктивных особенностей корпуса (разъемный, неразъемный) и вида конструкционного материала.

6. Записать условное обозначение размера соединения «наружное кольцо подшипника - отверстие корпуса», указываемое на сборочном чертеже.

Указывается номинальный размер соединения, равный номинальному размеру посадочной поверхности наружного кольца подшипника и номинальному размеру отверстия корпуса.

Посадка представляет собой отношение полей допусков. В числителе указывается поле допуска размера отверстия корпуса, в знаменателе – поле допуска размера наружного кольца подшипника.

Поле допуска размера наружного кольца образуется сочетанием основного отклонения размера посадочной поверхности подшипника (в данном случае l) и класса точности подшипника (в данном случае нулевой класс как наиболее часто применимый для механизмов общего назначения). Таким образом, поле допуска размера посадочной поверхности наружного кольца подшипника может быть обозначено l O.

7. Записать условное обозначение размера соединения «внутренне кольцо подшипника - вал», указываемое на сборочном чертеже.

Условное обозначение состоит из сочетания номинального размера и посадки данного соединения. Номинальный размер (мм) указывается в соответствии с номинальными размерами посадочной поверхности внутреннего кольца и вала. Посадка указывается как отношение полей допусков. В числителе – поле допуска размера внутреннего кольца подшипника, в знаменателе – поле допуска размера вала.

Поле допуска размера посадочной поверхности внутреннего кольца подшипника образуется сочетанием основного отклонения, обозначаемого L и класса точности подшипника (в данном случае нулевой класс точности как наиболее часто применимый для сельскохозяйственных машин), то есть LO.

8. Определение точностных характеристик размеров посадочных поверхностей подшипника.

Точностные характеристики определяются с учетом особенностей специальной системы допусков и посадок подшипников: верхнее предельное отклонение размера посадочной поверхности всегда равно нулю, т.е. для наружного кольца es = 0, для внутреннего кольца ES = 0.

9. Определение точностных характеристик размеров посадочных поверхностей вала и отверстия корпуса, сопрягаемых с подшипником качения (предельных отклонений, величин допусков, предельных размеров).

10. Определение вида и точностных характеристик посадки соединения «вал - внутренне кольцо подшипника». При этом вид посадки соединения определяется из сравнения предельных размеров сопрягаемых поверхностей ( и и ). В качестве точностных характеристик определяются предельные зазоры (натяги) и допуск посадки.

11. Определение вида и точностных характеристик посадки соединения «отверстие корпуса - наружное кольцо». Выполняется аналогично п.10.