Выбор и расчет посадки подшипника качения
Иходные данные для проектирования.
Исходным документом для выполнения курсовой работы является эскиз узла (рис.1) Для подшипника качения известно: № 316 ГОСТ 8338-75.
режим работы – нормальный;
интенсивность нагружения подшипника (Р/С) – 0,18;
Для зубчатого соединения :
модуль (m) – 3 мм;
число зубьев Z1=42;
число зубьев Z2=63;
вид передачи – реверсивная;
назначение – быстроходная.
Рисунок 1.1 - Узел редуктора.
В рассматриваемом узле редуктора (рис.1) гладкими цилиндрическими сопряжениями являются соединения:
вал 1с распорной втулкой10 ;
колесо зубчатое 3 с валом 1;
кольцо внутреннее подшипника 5 с цапфой вала 1 ;
кольцо наружное подшипника 5 с корпусом 4;
крышки 7, 9 с корпусом 4;
Выбор рассчетных размеров, расчет посадки с зазором.
Выбор следует начать с размеров подшипника качения. Подшипник 411 ГОСТ 8338-75 "Подшипники роликовые однорядные.” Основные размеры которого определяем: внутреннее кольцо подшипника d=55 мм , наружное кольцо подшипника D = 140 мм; ширина колец В=33 мм
По ряду Ra 40 устанавливаем:
сопряжение зубчатого колеса 3 с валом 1 do=60 мм;
сопряжение крышек 7, 9 с корпусом 1 do=140 мм;
в месте установки манжеты номинальный диаметр вала do=55 мм;
наружный диаметр шлицевого соединения – 50 мм.
Рассматривая соединение втулки 6 и 10 с валом 1, устанавливаем, что выбор поля допуска вала обусловлен полем допуска под посадку зубчатого колеса и подшипника, поэтому назначаем к6. Поле допуска отверстия назначаем с гарантированным зазором, из рекомендуемых посадок D9;Е9, назначаем Е9, так как данная посадка дешевле в изготовлении, и на основании рекомендаций [6] назначаем посадку для данного соединения Æ55Е9/к6.
Выбор посадки зубчатого колеса 3 на вал 1 определяется условиями работы передачи, точностью передачи, сборкой узла. Для подвижных колес находят применения посадки – Н7/is6;Н7/k6; при значительных скоростях и динамических нагрузках – Н7/n6; H7/p6; H7/s6. Для тихоходных колес невысокой точности (8..10 степень точности) применяют посадки Н8/n7; H8/n8 [5.6].
В данном примере выбираем переходную посадку Æ60Н7/k6, которая позволит обеспечить точность центрирования сопрягаемых деталей, возможность самоустановки колеса под нагрузкой, легкость сборки и разборки соединения.
Выбор и расчет посадки подшипника качения
В техническом задании указано , что п. 5 установлен подшипник 411. ГОСТ 8338-75. К заданному механизму ( редуктор общего назначения , рис. 1.1 ) требования к точности вращения вала специально не оговорены , данный редуктор нельзя отнести к разряду высокоскоростных , принимаем нулевой класс точности подшипников .
Выбор посадок требует определения видов нагружения (местное, циркуляционное, колебательное). Так как передача крутящего момента в заданном механизме осуществляется цилиндрическими зубчатыми колесами, то на вал действует нагрузка, постоянная по направлению и по величине. Вал вращается, а корпус неподвижен, и это определяет, что внутреннее кольцо испытывает циркуляционное нагружение, а наружное кольцо – местное.(см. ГОСТ 3325–85). По заданию режим работы подшипникового узла - легкий. Стандарт рекомендует поля допусков цапфы вала, сопрягаемой с подшипником качения k6 или js6. Так как поле допуска вала к6 обеспечивает гарантированный натяг , что и требуется при циркуляционном виде нагружения , а поле js6 образует переходную посадку при которой возможен и зазор .Выбираем k6 аналогично выбираем поле допуска отверстия корпуса H7 . Предельные отклонения средних диаметров колец подшипника качения определяем по ГОСТ 520-89, предельные отклонения вала Æ55k6 и отверстия корпуса Æ140H7 по ГОСТ 25347-89 "Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки" и расчеты сводим в таблицу 4.1
Таблица4.1-Расчет предельных размеров деталей подшипникового узла.
| Диаметр | Детали | Es) мкм | EI(ei), мкм | Dmax(dmax), мкм | Dmax(dmax), мкм |
| do=55 мм | Кольцо подшипника вал | +21 | -10 +2 | 55,000 55,021 | 54,990 55,002 |
| D=140 мм | Кольцо Подшипника отверстие | +30 | –13 | 140,000 140,030 | 139,987 140,000 |
Строим схемы расположения полей допусков сопрягаемы деталей подшипникового узла и рассчитываем зазоры (натяги).
+21
+2
-10
Рисунок 4.1 - Схема расположения полей допусков сопряжения Æ30L0/к6
По do: Nmax=dmax–Dmin=55,021-54,990=0,031 мм =31 мкм ;
Nmin=dmin–Dmax=55,002-55,000=0,002 мм =2 мкм;
T(N)=IT(D)+IT(d)=10+13=23 мкм;
Ncp=(Nmax+Nmin)/2=(31+2)/2=16,5 мкм.
По D0 : Smax=Dmax–dmin=140,030–139,987=0,043 мм =43 мкм;
Smin=Dmin–dmax=140,000–140,000=0,000 мм;
T(S)=IT(D)+IT(d)=13+30=43 мкм;
Scp=(Smax+Smin)/2=(43+0)/2=21,5 мкм.
+30
-13
Рисунок 4.2 - Схема расположения полей допусков сопряжения Æ 140H7/l0
ГОСТ 3325–85 устанавливает требования к точности формы и расположения шероховатости посадочных поверхностей и отверстий корпусов. Пример, обозначения допусков размеров, допусков формы и расположения посадочных и опорных торцовых поверхностей заплечиков валов и отверстий корпусов, допуска соосности, шероховатости поверхности указаны на рис.4.3.
Рисунок 4.3 - Обозначение допусков размеров, формы и расположения, допуска, соосности и шероховатости поверхности.
Отклонение от круглости и профиля продольного сечения по ГОСТ 3325-85 (табл.4) принимаем равный 5.0 мкм.
Шероховатость посадочных поверхностей(табл.3) принимаем Ra=1,25 мкм.
Суммарное допустимое отклонение от соосности, вызванное неблагоприятным сочетанием всех видов погрешностей обработки, сборки и деформации подшипников посадочных поверхностей вала и корпуса под действием нагрузок, оценивается допустимым углом взаимного перекоса qmax между осями внутреннего и наружного колец подшипников качения, смонтированных в подшипниковых узлах. В прил. 7 ГОСТ 3325-85 приведены числовые значения допусков соосности посадочных поверхностей вала и корпуса в подшипниковых узлах различных типов при длине посадочного места В1=10 мм. При другой длине посадочного места В2 для получения соответствующих допусков соосности следует табличные значения умножить на B2/10 . Допуск соосности поверхностей вала составит: Т =4*(33/10)=13,2 мкм. .
Величина допустимого значения радиального биения определена по ГОСТ 3325-85 (табл.5) и принимаем равный T=21 мкм