СОДЕРЖАНИЕ 1.ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ………………………….3 2.ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ……………………...8 3.ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ……………………..11 КР.в.5.ПЗ Лит Изм. Ли № докум. Подп. Разраб. Сотпа Пров. Литвинова Т.контр. Н.контр. Дат Расчет подшипника качения Лист 2 ТГАСУ Листов 14 1.ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ Подшипники качения – наиболее распространенные стандартные сборочные единицы, изготовляемые на специализированных заводах. Подшипники обладают полной внешней взаимозаменяемостью по присоединительным поверхностям, определяемым наружным диаметром D наружного кольца и внутренним диаметром d внутреннего кольца, и неполной внутренней взаимозаменяемостью между телами качения и кольцами, которые подбирают селективным методом. Качество подшипников при прочих равных условиях определяется: точностью присоединительных размеров d, D, ширины колец В, а для роликовых радиально-упорных подшипников еще и точностью монтажной высоты Т, точностью формы и взаимного расположения поверхностей колец, точностью формы и размеров тел качения и шероховатостью их поверхностей, а также точностью вращения, характеризуемой радиальным и осевым биениями дорожек качения и торцов колец. В зависимости от этих показателей по ГОСТ 520-2002установлено 5 классов точности подшипников – 0, 6, 5, 4, 2 – в порядке повышения точности. Наиболее часто в общем машиностроении используются подшипники классов точности 0 и 6. Подшипники классов точности 5 и 4 применяются при большой частоте вращения, когда требуется высокая точность при вращении, например: шпиндели шлифовальных и других прецизионных станков, высокооборотных двигателей и т.п. Соединение подшипников с валами (осями) и корпусами осуществляется в соответствии с ГОСТ 3325-85*.Диаметры наружного кольца D и внутреннего кольца d приняты соответственно, за диаметры основного вала и основного отверстия. Следовательно, посадка наружного кольца с корпусом осуществляется по системе вала, а посадка внутреннего кольца с валом – по системе отверстия. Поле допуска на диаметр отверстия внутреннего кольца расположено в минус от номинального размера, а не в плюс, как у основного отверстия гладких соединений (рис. 8.1). При таком обратном расположении поля допуска отверстия внутреннего кольца для получения соединений колец с валами с натягом не нужно прибегать к специальным посадкам, а можно получить их, используя для валов поля допусков js, k, m, n 8.1. Схема расположения полей допусков на средние наружные диаметр и диаметр отверстия подшипников по классам точности Лист КР вр5. ПЗ. Изм. Лист №докум. Подп. Дата 2 Посадки подшипника качения на вал и в корпус выбирают в зависимости от различных факторов: условий работы колец подшипника, вида нагружены колец, режима работы, диаметра подшипников и класса точности. Условия работы подшипников в различных машинах отличаются друг от друга. В одних случаях вращается внутреннее кольцо, а наружное неподвижно (вал электродвигателя); в других, наоборот, вращается корпус, а вал неподвижен (колесо автомобиля). Виды нагружены подшипников также различны. Существует три вида нагружены: местное, циркуляционное и колебательное. Местным нагруженные называется такое нагруженные, при котором на кольцо действует постоянная по направлению радиальная нагрузка, воспринимаемая ограниченным участком дорожки качения. Циркуляционным называется такое нагружение, при котором результирующая радиальная нагрузка воспринимается последовательно по всей окружности дорожки качения. Колебательным нагружение называется такое нагруженное, при котором меняющаяся по величине результирующая нагрузка не совершает полного оборота, а действует на ограниченном участке одного из колец. Такое нагружение, например, имеет место при вращении несбалансированных деталей. Режим работы подшипников согласно стандартам может быть легким, нормальным или тяжелым и назначается в соответствии с расчетной долговечностью работы подшипников в часах. Когда динамический коэффициент посадки kп неизвестен и его затруднительно определить, то посадку можно определить по минимальному натягу между циркуляционно-нагруженным кольцом и поверхностью сопрягаемой с ним детали. Приближенно минимальный натяг равен 13𝑅×𝑘 Nmin= 𝑏×106 , где Nmin – наименьший расчетный натяг, обеспечивающий необходимую прочность соединения циркуляционно-нагруженного кольца подшипника с валом, мм; R – наибольшая радиальная нагрузка на подшипник, кН; k – коэффициент, приближенно принимаемый для подшипников легкой серии – 2,8; средней серии – 2,3; тяжелой – 2; b – рабочая ширина кольца подшипника (b =В – 2r, где В – ширина кольца подшипника, r – ширина фаски подшипника), м. Лист КР вр5. ПЗ. Изм. Лист №докум. Подп. Дата 3 Лист Изм Лист №докум. Подп. Дата 5 Расчет допусков и посадок подшипников качения по минимальному натягу. Условие. Определить посадку циркуляционно-нагруженноговнутреннего кольца радиального однорядного подшипника (d = 35 мм, D = 62 мм, В = 14 мм, r = 1 мм) класса точности 0 на вращающийся сплошной вал. Расчетная радиальная реакция опоры 700 Н. Процент перегрузки не известен. Подшипник средней серии. Решение. По условию задачи определяем минимальный натяг по формуле (8.2) 13𝑅×𝑘 Nmin= 𝑏×106 = 13×700×1 11×106 = 0.83 мм 2. Строим схему расположений полей допусков k, m, n, для 6 квалитета. es=0.018 мм k6 ei=0.002 мм es=0.025 мм k6 n6 6 m6 ei=0.009 мм es=0.033 мм m6 d=35 n6 ei=0.017 мм Для внутреннего кольца подшипника ES=0 EI=-12 Выбираем N-натяг (k) Nmin=0.02 мм (m) Nmin=0.009 мм (n) Nmin=0.017 мм Выбираем поле допуска для изгиб вала по min натягу (k6). 3. Посадка внутренней кольцо на вал, сборочный чертеже Ø35 𝐿6 𝑘6 4. Находим отклонение для внутреннего кольца [d] ES=0 мм EI=-0.012 мм 5. Находим отклонений для изгиба вала k6 es=0.018 мм ei=0.002 мм Лист Изм Лист №докум. Подп. Дата 6 6. Находим предельные размеры для внутреннего кольцо Dmax=d+ES=35+0=35 мм Dmin=d+EI=35-0,012=34.988 мм 7. Находим предельный размеры для вала dmax=d+es=35+0.021=35.021 мм dmin=d+ei=35+0.002=35.002 мм 8. Находим допуски для измерения внутреннего подшипника TD=ES-EI=0.012 мм 9. Находим min и max предельный натяг Nmax=es-EI=0.018+0.012=0.03 мм Nmin=ei-ES=0.002-0=0.002 мм 10. Схема расположений поле допусков k6 L6 d=35 11. Поле допуск для изгиб корпуса рассмотрим H7 Посадка наружного сборочный чертеже Ø62 𝐻7 𝑙6 Находим отклонения для кольца подшипника [D] es=0 ei=-0.041 мм Лист Изм Лист №докум. Подп. Дата 7 12. Находим отклонения для размер корпус (гладко-цилиндрическая) ES=0.030 мм EI=0 13. Находим предели наружного кольцо подшипника. dmax=62+es=110 мм dmin=62+ei=61.959 мм 14. Находим предели размеры для корпуса Dmax=D+ES=62+0.035=62.035 мм Dmin=D+EI=62+0=62 мм 15. Находим допуски для измерения наружного подшипника Td=es-ei=0+0.013=0.041 мм Находим допуск для измерения корпуса TD=ES-EI=0.030 мм 16. Находим max предел зазор Smax=ES-ei=0.030+0.041=0.071 мм Находим max предел натяг Nmax=es-EI=0-0=0 17. Схема расположений полей допусков H7 l6 D=62 Лист КР вр5. ПЗ. Изм Лист №докум. Подп. Дата 8 2.ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Шпоночные соединения применяются для передачи заданных крутящих моментов, когда к точности центрирования соединяемых деталей не предъявляют особых требований. С помощью шпонок соединяют валы и оси с втулками, зубчатыми колесами, шкивами, муфтами, рукоятками и другими деталями машин. В зависимости от назначения и конструктивного исполнения шпоночные соединения подразделяются на соединения с призматическими, сегментными, клиновыми и тангенциальными шпонками (рис. 9.1). Все соединения стандартизованы и делятся на два типа: ненапряженные и напряженные. Ненапряженные соединения применяются при наиболее точном центрировании сопрягаемых элементов и позволяют получать как неподвижные, так и скользящие соединения (призматические и сегментные шпонки. Сегментные шпонки позволяют получать только неподвижные соединения). Соединения второго типа встречаются редко. Например, клиновые соединения используются в тех случаях, когда смещение осей сопрягаемых деталей не имеет существенного значения (шкивы, маховики и т.п.). В практике чаще всего применяют шпоночные соединения с призматическими шпонками трех видов: свободные, нормальные и плотные. Рис. 9.1. Шпоночные соединения с призматической (а), сегментной (б), клиновой (в) и тангенциальной (г) шпонками В зависимости от конструктивного исполнения шпоночного паза на вале призматические шпонки могут быть трех исполнений: для закрытых пазов (исполнение 1); для открытых пазов с двух сторон (исполнение 2) и для открытых пазов с одной стороны (исполнение 3 рис. 9.2). Основные размеры шпонок (рис. 9.2) и шпоночных пазов (рис. 9.1, а) в соединениях с призматическими шпонками даны в табл. 9.1. Поля допусков по ширине в шпонки и пазов на валу и во втулке приведены в табл. 9.2,а предельные отклонения несопрягаемых размеров соединений с призматическими шпонками в табл. 9.3. Рис. 9.2. Основные размеры призматических шпонок Материал шпонок – сталь чистотянутая, для шпонок, по ГОСТ 8786-82или другая с временным сопротивлением разрыву не менее 590 МПа. Схемы расположения полей допусков посадок с призматическими шпонками приведены на рис. 9.3. Лист КР вр5. ПЗ. Изм Лист №докум. Подп. Дата 8 Расчет шпоночного соединения с призматической шпонкой Дано. Номинальный диаметр сопрягаемых деталей шпоночного соединения d=50 мм. Решение. При заданных условиях работы и сборки принимаем призматическую шпонку, исполнение 1 и нормальное соединение шпонки с пазами по ширине b, т.е. по посадкам N9/h9 и D10/h9 (табл.9.2) По табл. 9.1 определяем размеры шпонки: b=14 мм; h=9мм; глубина паза на валу t1=5,5 мм; во втулке t2=3,8 мм. Находим верхние и нижние отклонения для полей допусков h9, N9, D10 (табл. 6.5-6.7). dk=dn+3.5=35+3*2.5=42.5 По табл.24,1 Выберем d=42MM 14h9 es=0 ei=-0.062 мм 14N9 ES=0 мм EI=-0.062 мм 14D10 ES=0.180 мм EI=0.080 мм D10 h9 N9 b=14 14D10(0.0800.0180) 14D10(0.01000.0220) – втулка 14N9(-0.062) 14N9(-0.0106-0.032) – вал 14h9(-0.0740) - шпонка 14h9(-0.0620) Лист КР вр5. ПЗ. Изм Лист №докум. Подп. Дата 9 3.ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ В прямобочных шлицевых соединениях установлено три градации высот и чисел зубьев для одного и того же диаметра вала и втулки. В соответствии с условиями работы и характера передаваемых нагрузок прямобочные шлицевые соединения делят на легкую, среднюю и тяжелую серии. В шлицевых прямобочных соединениях применяют три способа центрирования вала и втулки: по наружному диаметру D, по внутреннему диаметру d и по боковым поверхностям b. Эскизы этих способов центрирования показаны на рис. 10.1. Рис. 10.1. Шлицевые соединения с прямобочным профилем зубьев при центрировании: а) по наружному диаметру D, б) по внутреннему диаметру d ,в) по боковым поверхностям зубьев b Центрирование по наружному диаметру D применяют в случаях, когда необходимо передать небольшие крутящие моменты в неподвижных и подвижных соединениях с невысокой твердостью сопрягаемых деталей и повышенных требований к точности соосности элементов соединения (рис.10.1,а). Центрирование по внутреннему диаметру d применяют в случаях повышенной точности совпадения геометрических осей вала и втулки, если твердость втулки высока или когда может возникнуть коробление вала после термообработки. Вал и втулка в этом случае обрабатываются на шлифовальных станках, что позволяет обеспечить высокую точность центрирования сопрягаемых деталей и применять для подвижных соединений (рис. 10.1, б). Центрирование по боковым поверхностям зубьев b целесообразно применять при передаче знакопеременных нагрузок, больших крутящих моментов и невысоких требованиях к соосности, когда недопустимы большие зазоры между боковыми поверхностями вала и втулки (рис.10.1,в). Посадки прямобочных шлицевых соединений строят по системе отверстия и осуществляют по центрирующим диаметрам и одновременно по боковым поверхностям, т.е. по d иb илиD иb или только поb. Отклонения полей допусков размеров отверстия и вала отсчитывают от номинальных размеровD,d иb. Основные параметры прямобочных шлицевых соединений (рис. 10.2) и их значения даны в табл. 10.1. Поля допусков и посадки по центрирующим размерам D,d иb приведены в табл. 10.2, 10.3 и 10.4, а поля допусков для нецентрирующих диаметров в табл. 10.5. Лист КР вр5. ПЗ. Изм. Лист №докум. Подп. Дата 11 Расчет шлицевых соединений Решение. По табл. 10.1 определяем параметры шлицевого соединения. Принимаем легкую серию, исполнение С (рис. 10.2). 1. Находим размеры шлицевого соединения по табл. (10.1) 2. Так как HRC < 35 то метод центрирование по внутреннему диаметру d. z=8 d=56 D=62 3. а) посадка по внутреннего диаметру H7/g6 б) посадка для наружного диаметру H11/a11 в) для ширине шлица F8/h7 4. Запись на сборочный чертеже d – 8 × 56 H7/g6 × 62 H11/a11 × 10 F8/h7 5. Находим отклонение и строим полей допусков а) Ø56 H7/g6 ES=0.003 EI=0 H7 es=-0.01 ei=-0.029 g6 d=56 б) Ø62 H11/a11 H11 ES=0.19 EI=0 es=-0.34 ei=-0.53 D=62 в) b10 F8/h7 ES=0.035 EI=0.013 a11 F8 es=0 ei=-0.015 h7 b=10 Лист КР вр5. ПЗ. Изм. Лист №докум. Подп. Дата 12
