Расчет и выбор посадок для колец подшипника

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

1.1 Определение основных размеров подшипника и предельных отклонений на присоединительные размеры По табл. 6 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 находим предельные отклонения среднего диаметра отверстия внутреннего кольца подшипника dm = 55 мм (ES = 0, ЕI = -9). Поле допуска на внутренний диаметр внутреннего кольца Ш 55 L5(-0,009).

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

1.2 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 k₁=l, 8;

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

По табл. 7 с. 46 и П 7[3] выбираем поле допуска вала d = 55) образующее с полем допуска отверстия внутреннего кольца подшипника посадку Ш 55 с натягом Пользуясь формулой определяем наличие посадочного радиального зазора Gr`при наибольшем и наименьшим натягах.

Nmin = ei — ES = 2 — 0 = 2 мкм.

Nmax = es — EI = 15 — (-9) = 24 мкм.

Определяем наличие посадочного радиального зазора Gr`.

По табл. П8 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:

Дd₁=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.

1.3 Определение посадки наружного кольца подшипника в корпус Для посадки не вращающегося кольца подшипника, воспринимающего местное нагружение выбираем по табл. П 3 и табл. 7 с. 47 поле допуска отверстия в неразъемном корпусе Ш D 100 H7 (+0,035), образующие с полем допуска наружного кольца Ш d 100 l5 (-0,010) подвижную посадку Ш100 с зазорами:

Smin = Ei — es = 0 — 0 = 0 мкм.

Smax = ES — ei = 35 — (-10) = 45 мкм.

Sm = Em — em = 17,5 — (-5) = 22,5 мкм.

На чертеже СамГТУ 120 200.062.70 2.01 изображаем эскиз узла подшипника 5 — 511 и присоединительных деталей.

На чертеже СамГТУ 120 200.062.70 2.02 изображаем схему полей допусков посадки Ш 55L5/k5.

На чертеже СамГТУ 120 200.062.70 2.03 изображаем схему полей допусков посадки Ш 100 H7/l5.

2. РАСЧЕТ ПОСАДКИ С ЗАЗОРОМ МЕТОДОМ MAX — MIN

2.1 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 i=2,17 мкм;

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

По табл. П2 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 находим значение допусков для вала и отверстия Т_D = IT10 = 140 мкм,

T_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

2.3 Выбор поля допуска отверстия и вала и определение посадки.

Из табл. 12, с. 87 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

Ш 100, характеризующуюся зазором

S min = 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

3.1 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 болтаМ24Ч1,5 — 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 M24Ч1,5 — 6H7H табл.10 с. 377 [2]

для D, D₂, D₁ EI = 0 мм для D₂ ES_D2 = +200 мкм = +0,200 мм для D₁ ES_D1 = +375 мкм = +0,375 мм для D ES_D — не устанавливается

3.2 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

T_d = d max — d min = 23,968 — 23,593 = 0,375 мм

d₂ max = d₂ + esd₂ = 23,026 + (-0,032) = 22,994 мм

d₂ min = d₂ + eid₂ = 23,026 + (-0,268) = 22,758 мм

Td₂ = d₂ max — d₂ min = 22,994 — 22,758 = 0,236 мм

d₁ max = d₁ + es = 22,376 + (-0,032) = 22,344 мм

d₁ min — не устанавливается.

Предельные диаметры и допуски резьбы гайки рассчитываются по формулам:

D max-не устанавливается

D min = D + EI = 24 + 0 = 24 мм

D₂ max = D₂ + ES = 23,026 + 0,200 = 23,200 мм

D₂ min = D₂ + EI = 23,026 + 0 = 23,026 мм

T_D2 = D₂ max — D₂ min = 23,200 — 23,026 = 0,174 мм

D₁ max = D₁ + ES = 22,376 + 0,375 = 22,751 мм

D₁ min = D₁ + EI = 22,376 + 0 = 22,376 мм

T_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)

4.1 Из таблицы П. 12 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 =

a? 223 => IT 13

TA₃ = 17_0,27 TA_Д ном = 178−26−21−17−21−26−65 = 2 мм

TA₅ = 26_0,33 TA_Д = 0,012+0,012+0,16+0,27+0,27+0,63+0,27 = 1,624 мм

TA₆ = 178_-0,63

TA₇ = 26_0,33

А_Д=1±0,5 мм; 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_АД = ЕS_AД — EI_Д

T_AД = 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_AД — T_A1 — T_A3 — T_A6 / УI_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

a = 228 => IT = 13

T_A3=17_0,27; T_A5=26_0,27; T_A7=26_0,27 T_A6= 178_1,0; (IT=14)

TA_Д = 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

TA_Д = 0,012+0,012+0,16+0,27+0,27+1,006+0,27 = 2 мм

A₁=21_-0,012; A₂=65h11; A₃=17^+0,27; A₄=15_-0,012;A₅=26^+0,27; A₆=178^+1,006;

A₇=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 ГОСТ 3478– — 79. Подшипники качения. Основные размеры.

М. Белкин. Допуски и посадки: Учебное пособие. — М.: Машиностроение, 1992; 528с.

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