Розрахунок і вибір посадок кілець підшипників кочення

2.4 Розрахунок і вибір посадок кілець підшипників кочення

Умова:

Розрахувати та вибрати посадки для кілець підшипників кочення, що входять до заданої складальної одиниці. При призначенні посадок слід враховувати умови їх роботи: на вал діє постійне навантаження з ударами та вібрацією, перевантаження 300%, клас точності підшипників 6.

Розв’язок:

В даному випадку маємо 3 підшипники: один – шарикопідшипник радіальний, і пара однакових роликових конічних однорядних підшипників. Перше з’єднання являє собою: вал - внутрішнє кільце підшипника; зовнішнє кільце підшипника - корпус. Друге з’єднання : шестерня – внутрішнє кільце підшипника, зовнішнє кільце підшипника – стакан. В обох випадках циркуляційно навантаженим є внутрішнє кільце (рухоме), тому що вал (а на ньому і шестерня) обертається, зовнішнє кільце нерухоме – воно є місцево навантаженим. В посадках підшипників класів 0 та 6 застосовують поля допусків квалітета 7 для отворів корпусі і квалітета 6 для валів. (В нашому випадку – степінь точності 6)

1. Згідно з [2. с.379], виходячи з заданого внутрішнього діаметра d = 20 мм і умов роботи вибираємо шарикопідшипник радіальний однорядний середньої серії 6-304, геометричні параметри якого визначаємо з таблиці довідника:

d = 20 мм; D = 52 мм; В = 15 мм, r = 2 мм.

Підбираємо поле допуску отвора корпуса. Зовнішнє кільце знаходиться під дією місцевого навантаження. Заданим умовам згідно [1. табл.. 3.Д.25] відповідає поле допуску Js7.

Підбираємо поле допуску для внутрішнього циркуляційно навантаженого кільця Для цього визначаємо інтенсивність навантаження:

P_R = × K_n × F × F_A = × 1,8 × 1 × 1 = 490,9 Н/мм,

де.

R = 3000 H - радіальне навантаження,

b = 11 мм - робоча ширина посадкового місця, для шарикопідшипників b = B - 2r

K_n = 1,8 - динамічний коефіцієнт посадки ( 1,8 тому, що навантаження з ударами і вібраціями )., приймається за [3. с. 238]

F = 1 - коефіцієнт, що враховує степінь послаблення посадкового натягу у порожнистому валі або тонкостінному корпусі, приймаємо за [3. табл.9.5]. В нашому випадку =1, тому, що корпус масивний, вал не порожнистий;.

F_A = 1 – коефіцієнт нерівномірності розподілу радіального навантаження між рядами роликів в дворядних конічних роликопідшипниках або між здвоєними шарикопідшипниками при наявності осьового навантаження, вибирається за [3. с. 239] Для цього випадку = 1, тому, що підшипник однорядний.. Заданим умовам для вала та. P_R = 490,9 Н/мм відповідає поле допуску k6 [1. табл.. 3.Д.28] тобто маємо Æ 20 k6 - для вала. А так як для внутрішнє кільце підшипника прийнято за основний отвір (посадка призначається в систем отвору) то його поле допуску позначається L6 , тобто для внутрішнього кільця Æ 20 L6.

Відповідно для отвору в корпусі маємо - Æ 52 Js7. А так як зовнішнє кільце підшипника прийнято за основний вал (посадка призначається в систем валу), то поле допуску позначається l6, тобто для внутрішнього кільця Æ 52 l6.

Отже, маємо посадку підшипника в з’єднанні:

Æ 20  - внутрішнє кільце та Æ 52  - зовнішнє кільце

За ГОСТ 3325-85 [8. табл.5, табл.7] визначаємо відхилення середніх діаметрів кілець. Відхилення розмірів кілець:

Dm для Æ 20 L6 (внутрішнє кільце): верхнє ES = 0 мкм; нижнє EI = -8 мкм; тобто Æ 20 L6 ( ).

dm Æ 52 l6 (зовнішнє кільце): верхнє es = 0 мкм; нижнє ei = -11 мкм,

тобто Æ 52 l6

Відхилення розмірів вала та отвору знаходимо за ГОСТ 25347-82 [7. табл.7, табл.8]:

для вала Æ 20 k6: es = +15 мкм; ei = +2 мкм.

для отвору Æ 52 Js7: ES = +15 мкм; EI = -15мкм,

Параметри посадок кілець підшипника 6-304 наступні:

-            зовнішнього:

S_max = ES - ei = 15 -(-11) = 26 мкм.

N_max = ei - ES = 0 -(-15) = 15 мкм.

- внутрішнього:

N_max = es - EI = 15 -(-8) = 23 мкм.

N_min = ei - ES = 2 - 0 = 2 мкм.

2.         Згідно з [2. с.391], виходячи з заданого внутрішнього діаметра d = 30 мм і умов роботи вибираємо роликопідшипник конічний однорядний легкої серії 7204, геометричні параметри якого визначаємо з таблиці довідника:

d = 30 мм; D = 62 мм; В = 16 мм; r = 1,5 мм, r1. = 0,5 мм

Підбираємо поле допуску отвору корпуса. Зовнішнє кільце знаходиться під дією місцевого навантаження. Заданим умовам згідно [1. табл.. 3.Д.25] відповідає поле допуску Js7.

Підбираємо поле допуску для внутрішнього циркуляційно навантаженого кільця Для цього визначаємо інтенсивність навантаження:

P_R = × K_n × F × F_A = × 1,8 × 1,6 × 1 = 617,1 Н/мм,

де. R = 3000 H - радіальне навантаження,

b = 14 мм - робоча ширина посадкового місця, для роликопідшипників b = B - (r+ r1.)

K_n = 1,8 - динамічний коефіцієнт посадки ( 1,8 тому, що навантаження з ударами і вібраціями )., приймається за [3. с. 238]

F = 1,6 - коефіцієнт, що враховує степінь послаблення посадкового натягу у порожнистому валі або тонкостінному корпусі, приймаємо за [3. табл.9.5]. В нашому випадку шестерня, на якій сидить підшипник, має порожнину для з’єднання з валом. Для вибору коефіцієнта необхідно розрахувати відношення

dотв/d = 16/30 = 0,533, де

dотв = 16 мм

 - діаметр отвору порожнистого валу. А також відношення

D/d = 62/30 = 2,067

F_A = 1 – коефіцієнт нерівномірності розподілу радіального навантаження між рядами роликів в дворядних конічних роликопідшипниках або між здвоєними шарикопідшипниками при наявності осьового навантаження, вибирається за [3. с. 239] Для цього випадку = 1, тому, що підшипник однорядний..

Заданим умовам для вала та. P_R = 617,1 Н/мм, відповідає поле допуску k6 [1. табл.. 3.Д.28] тобто маємо Æ 30 k6 - для вала. А так як для внутрішнє кільце підшипника прийнято за основний отвір (посадка призначається в систем отвору) то його поле допуску позначається L6 , тобто для внутрішнього кільця Æ 30 L6.

Відповідно для отвору в корпусі маємо - Æ 62 Js7. А так як зовнішнє кільце підшипника прийнято за основний вал (посадка призначається в систем валу), то поле допуску позначається l6, тобто для внутрішнього кільця Æ 62 l6.

Отже, маємо посадки підшипника в з’єднанні:

 Æ 30  - внутрішнє кільце та Æ 62  - зовнішнє кільце

За ГОСТ 3325-85 [8. табл.25, табл.27] визначаємо відхилення середніх діаметрів кілець. Відхилення розмірів кілець:

Dm для Æ 30 L6 (внутрішнє кільце): верхнє ES = 0 мкм; нижнє EI = -8 мкм; тобто Æ 30 L6 ( ).

dm Æ 62 l6 (зовнішнє кільце): верхнє es = 0 мкм; нижнє ei = -11 мкм, тобто Æ 62 l6

Відхилення розмірів вала та отвору знаходимо за ГОСТ 25347-82 [7. табл.7, табл.8]:

для вала Æ 30 k6: es = +15 мкм; ei = +2 мкм.

для отвору Æ 62 Js7: ES = +15 мкм; EI = -15мкм,

Параметри посадок кілець підшипника 7206 наступні:

-            зовнішнього:

S_max = ES - ei = 15 -(-11) = 26 мкм.

N_max = ei - ES = 0 -(-15) = 15 мкм.

- внутрішнього:

N_max = es - EI = 15 -(-8) = 23 мкм.

N_min = ei - ES = 2 - 0 = 2 мкм.