Расчет и выбор посадок для колец подшипника

Расчет и выбор посадок для колец подшипника

1. РАСЧЕТ И ВЫБОР ПОСАДОК ДЛЯ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКА 5-511 НА ВАЛ И В КОРПУС

.1 Определение основных размеров подшипника и предельных отклонений на присоединительные размеры

По табл. 6 [1] определяем основные размеры колец подшипника, определив dm = 55 мм, для серии диаметров 5 и серии ширин нулевой Dm = 100 мм; В = 21 мм; r = 1,5 мм.

По табл. 2 с. 279 [2] находим предельные отклонения среднего диаметра отверстия внутреннего кольца подшипника dm = 55мм (ES = 0, ЕI = -9). Поле допуска на внутренний диаметр внутреннего кольца Ø 55 L5(-0,009).

Предельные отклонения на наружный диаметр наружного кольца подшипникаDm = 100 мм (es = 0, ei = -10), тогда поле допуска наружного кольца подшипника Ø 100 l5 (-0,010).

.2 Расчет и выбор посадки внутреннего кольца подшипника на вал и расчет радиального посадочного зазора

Пользуясь формулой [3], рассчитываем интенсивность радиальной нагрузки P_r на посадочной поверхности вращающегося циркуляционно-нагруженного внутреннего кольца

P_R=R ∙ k₁ ∙ k₂ ∙ 10³/B-2 ∙ r=2,85 ∙ 10³ ∙ 1,8 ∙ 1/21-2 ∙ 2,5=320,6 кН

Где

R-радиальная нагрузка на опору, R = 2,85 кН; В - ширина кольца подшипника, В = 21 мм; г - радиус монтажных фасок,  r = 1,5 мм ;

k₁ - динамический коэффициент посадки, по табл. П5 [3] k₁=l,8;

k₂ - коэффициент учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале, т.к. вал сплошной, k₂=1.

По табл. 7 с. 46 [2] и П 7[3] выбираем поле допуска вала d = 55 ) образующее с полем допуска отверстия внутреннего кольца подшипника посадку Ø 55  с натягом

Пользуясь формулой [3] определяем наличие посадочного радиального зазора Gr`при наибольшем и наименьшим натягах.

Nmin = ei - ES = 2 - 0 = 2 мкм.= es - EI = 15 - (-9) = 24 мкм.

Определяем наличие посадочного радиального зазора Gr`.

По табл. П8 [3] находим начальные радиальные зазоры

Gr’= Grm-d₁

и рассчитываем средний начальный зазор Grm:

Grm = 0,5 ∙ (Gr min + Gr max ) = 0,5 ∙ ( 8 + 28 ) = 18 мкм.

Устанавливаем значение эффективного посадочного натяга:

Nd = 0,85 ∙ Nmax = 0,8 ∙ 24 = 19,2 мкм,

приведенного наружного диаметра внутреннего кольца:

d₁ = d+(D-d)/4 = 55+(100-55)/4 = 66,25 мм

и диаметральной деформации его дорожки качения:

Δd₁=N ∙ d/d₁= 19,2 ∙ 55/66,25 = 15,94 мкм.

Тогда Gr` = 18 - 15,94 = 2,06 мкм и, следовательно, при намеченной посадке после установки подшипника на вал в нем сохраняется зазор, который является посадочным радиальным зазором.

.3 Определение посадки наружного кольца подшипника в корпус

Для посадки не вращающегося кольца подшипника, воспринимающего местное нагружение выбираем по табл. П 3 [3] и табл. 7 с. 47 [2] поле допуска отверстия в неразъемном корпусе Ø D 100 H7 (+0,035), образующие с полем допуска наружного кольца Ø d 100 l5 (-0,010) подвижную посадку

Ø100  с зазорами:

Smin = Ei - es = 0 - 0 = 0 мкм.

Smax = ES - ei = 35 - (-10) = 45 мкм.= Em - em = 17,5 - (-5) = 22,5 мкм.

На чертеже СамГТУ 120200.062.70 2.01 изображаем эскиз узла подшипника 5 - 511 и присоединительных деталей.

На чертеже СамГТУ 120200.062.70 2.02 изображаем схему полей допусков посадки Ø 55L5/k5.

На чертеже СамГТУ 120200.062.70 2.03 изображаем схему полей допусков посадки Ø 100 H7/l5.

2. РАСЧЕТ ПОСАДКИ С ЗАЗОРОМ МЕТОДОМ MAX - MIN

.1 Определение квалитета

Рассчитаем коэффициент точности посадки а_п по формуле [3]

а_п = а_D + a_d =  ,

где а_D и a_d - коэффициенты точности отверстия и вала;

 - допуск посадки,  = S max - S min = 282 - 120 = 162 = (a_D + a_d)i мкм;

i-единица допуска, по табл. П1 [3] i=2,17 мкм;

Тогда a_п = (a_D + a_d) = 162 / 2,17 = 74,65

По табл. П2 [3] сравниваем а_пр с а_п и определяем квалитеты вала и отверстия

а_п= а_D + a_d = 10 + 64 = 74 ≈ 74,65

Тогда Т_D = IT10, T_d = IT6.

По табл.4 с.33 [2] находим значение допусков для вала и отверстия

Т_D = IT10 = 140 мкм,_d = IT6 = 22 мкм.

2.2 Расчёт предельных отклонений отверстия и основного вала

Используя (рис. 2.1) и определение системы вала, имеем es = 0. Тогда из формулы T_d = es - ei находим

ei = es - T_d = 0 - 22 = -22 мкм.

Из формулы S min = EI - es находим

EI = S min + es = 120 + 0 = 120 мкм

а из формулы S max = ES - ei находим

ES = S max + ei = 282 + (-22) = 260 мкм

.3 Выбор поля допуска отверстия и вала и определение посадки.

Из табл. 12, с.87 [2] по найденным отклонениям, по номинальному диаметру и квалитету выбираем поле допуска основного вала 100 h7 (-0,035), поле допуска отверстия известно из первого задания 100 H7 (+0,035),которые образуют посадку

Ø 100  , характеризующуюся зазоромmin = EI - es = 0 - 0 = 0 мкм;

S max = ES - ei = 35 - (-35) = 70 мкм.

3. РАСЧЕТ ПРЕДЕЛЬНЫХ ДИАМЕТРОВ И ДОПУСКОВ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ М24Х1,5-6H7H/8G

.1 Из табл.2 с. 350[2] для резьбы М24 с шагом Р = 1,5 мм выписываем номинальные диаметры

наружный       D(d) = 24 мм

средний        D₂(d₂) = 23,026 мм

внутренний      D₁(d₁) = 22,376 мм

Из табл. 6 с.369[2] находим предельные отклонения диаметров резьб болтаМ24×1,5 - 8g

для d,d₂,d₁   es = -32

для d₂    eid₂ = -268 мкм = -0,268 мм

для d    eid = -407 мкм = -0,407 мм

для d₁    eid₁ - не устанавливается

Предельные отклонения диаметров гайки M24×1,5 - 6H7H табл.10 с.377 [2]

для D₂      ES_D2 = +200 мкм = +0,200 мм

для D₁      ES_D1 = +375 мкм = +0,375 мм

для D      ES_D - не устанавливается

.2 Определение допусков и предельных диаметров резьбы болта и гайки

Предельные диаметры и допуски размеров для болта рассчитываются по формулам.

Для болта:

d max = d + es_d = 24 + (-0,032) = 23,968 мм

d min = d + ei_d = 24 + (-0,407) = 23,593 мм_d = d max - d min = 23,968 - 23,593 = 0,375 мм₂ max = d₂ + esd₂ = 23,026 + (-0,032) = 22,994 мм₂ min = d₂ + eid₂ = 23,026 + (-0,268) = 22,758 мм₂ = d₂ max - d₂ min = 22,994 - 22,758 = 0,236 мм₁ max = d₁ + es = 22,376 + (-0,032) = 22,344 мм

d₁ min - не устанавливается.

Предельные диаметры и допуски резьбы гайки рассчитываются по формулам:max-не устанавливается

D min = D + EI = 24 + 0 = 24 мм

D₂ max = D₂ + ES = 23,026 + 0,200 = 23,200 мм₂ min = D₂ + EI = 23,026 + 0 = 23,026 мм_D2 = D₂ max - D₂ min = 23,200 - 23,026 = 0,174 мм₁ max = D₁ + ES = 22,376 + 0,375 = 22,751 мм₁ min = D₁ + EI = 22,376 + 0 = 22,376 мм_D1 = D₁ max - D₁ min = 22,751 - 22,376 = 0,375 мм.

4. Назначение посадки шпоночного соединения

подшипник посадка допуск

Размеры шпонки: 18 Х12 Х (50-200)

.1 Из таблицы П.12 [1] для нормального соединения с диаметром d = 60 мм, находим поля допусков

На ширину шпонки 18 h9 es = 0 , ei = -0,043 мкм .

На ширину паза вала 18 N9 ES = 0 , EI = -0,043 мкм .

На ширину паза во втулке 18 Js9 ES = +0,021 мкм , EI = -0,021 мкм .

Посадка шпонки в паз втулки: 18 Js9/h9

Smin = EI - es = -21 - 0 = -21 мкм;

Smax = ES - ei = 21 + 43 = 64 мкм;

Nmax = es - EI = 0 + 21 = 21 мкм;

Sm = Em - em = 21 - (-21,5) = 0,5 мкм;

em = 0,5(es+ei) = -21,5 мкм;

Em = 0,5(ES+EI) = 21 мкм.

Посадка шпонки в паз вала: 8N9/h9

Smax = ES - ei = 0 + 43 = 43 мкм;

Sm = Em - em = -21,5 - (-21,5) = 0;

em = 0,5(es+ei) = -21,5 мкм;

Em = 0,5(ES+EI) = -21,5 мкм.

5. Расчёт допусков размеров размерной цепи

a = ≈ 223 => IT 13₃ = 17_0,27  TA_Δ ном = 178-26-21-17-21-26-65 = 2 мм₅ = 26_0,33  TA_Δ = 0,012+0,012+0,16+0,27+0,27+0,63+0,27 = 1,624 мм₆ = 178_-0,637 = 26_0,33

А_Δ=1±0,5мм;  2(-1,6)

А₁=15_-0,012мм;  21(-0,012)

А₂=34h11мм;  65h11

А₃=12мм;   17

А₄=15_-0,012мм; 21(-0,012)

А₅=12мм;   26

А₆=101мм;  178

А₇=12мм.  26

Т_АΔ = ЕS_AΔ - EI_Δ

T_AΔ = 0 + 1,6 = 1,6 мкм;

T_A1 = 0 + 0,012 = 0,012 мкм;

T_A2 = 0 + 0,16 = 0,16 мкм;

T_A4 = 0 + 0,012 = 0,012 мкм;

a = T_AΔ - T_A1 - T_A3 - T_A6 / ΣI_i = 1,6 - 0,012 - 0,16 - 0,012 / 1,08 + 1,31 + 2,52

+ 1,31 = 1,416/6,22 = 0,228 * 10³ = 228= 228 => IT = 13_A3=17_0,27; T_A5=26_0,27; T_A7=26_0,27 T_A6= 178_1,0 ; (IT=14)_Δ = 0,012+0,012+0,16+0,27+0,27+1+0,27 = 1,994 мм

При Т_А6 (IT=14)

T_A6=1+0,006 = 1,006_Δ = 0,012+0,012+0,16+0,27+0,27+1,006+0,27 = 2 мм ₁=21_-0,012; A₂=65h11; A₃=17^+0,27; A₄=15_-0,012;A₅=26^+0,27; A₆=178^+1,006; ₇=26^+0,27

∑_ESAi-∑_iAi=100,6 - (-120 - 160 - 0 - 120 - 0 - 0) = 600,6 мкм

∑E_iAi-∑E_SAi = 0 - (0 - 0 - 270 - 0 + 270 - 0) = 0мкм

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1  ГОСТ 3478 - 79. Подшипники качения. Основные размеры.

2  М. Белкин. Допуски и посадки: Учебное пособие. - М.: Машиностроение , 1992- 528с.

3  С.Я. Сагалович. Методическое руководство к курсовой работе и практическим занятиям по учебной дисциплине Взаимозаменяемость , стандартизация и технические измерения - Самара : СамГТУ , 1995 - 46с.