Выбор посадки для местно–нагруженного кольца

Посадку местно–нагруженного кольца (наружного) выбираем в соответствии с данными таблицы 5.6.

В нашем случае, для умеренной нагрузки и при применении разъемного корпуса, имеем поле допуска корпуса Ø125Н7 .

Тогда посадку (рис. 5.2) запишем

так: Ø125

Расчет и выбор посадки циркуляционно-нагруженного

Кольца

5.5.1. Определяем наименьший конструктивный натяг.

Давление от радиальной силы, раскрывающей стык соединения, оп­ределяем по зависимости

(5.3)

где F_r – радиальная сила, действующая на подшипник, Н; l = В – 2∙r – длина соединения, м;

р_r = 3000/(0,07∙0,019) = 2,25∙10⁶ = 2,25 МПа.

Определяем наименьший функциональный натяг, необходимый для компенсации деформации раскрытия стыка:

(5.4)

где k₆ — динамический коэффициент посадки (табл. 5.9).

Коэффициенты Ляме для вала С₁ и кольца С₂ определяем по форму­лам (3.3) и (3.4), модули упругости Е₁ и Е₂ – по таблице 3.3.

Для вала С₁ = (1 +(10/70)²)/(1 – (10/70)²) – 0,3 = 0,74.

Для внутреннего кольца С₂ = (1+(70/84)²)/(1–(70/84)²)+0,3 = 5,85.

Итоговый результат:

N_Fmin(r) = 1,1∙ 2,25 ∙10⁶ ∙ 0,07 ∙ (0,74/2 ∙10¹¹+5,85/2 ∙10¹¹) = 5,7 ∙10^–6 м =

=5,7 мкм.

Определяем поправку на смятие шероховатостей поверхностей:

(5.5)

где А – коэффициент перевода параметра шероховатости R_a в R_z (A ≈ 5,4 для регулярного микрорельефа); –коэффициент смятия шероховатости поверхности при соединении двух деталей (табл. 3.5); R_a1, R_a2 – параметры шероховатости поверхности соединяемых поверхностей (для колец подшипников, валов и корпусов значения приведены в табл. 5.7);

ΔN_R = 2 ∙5,4 ∙0,35 ∙ (0,63 + 0,63) = 4,8 мкм.

Определяем наименьший конструктивный натяг:

(5.6)

= 5,7 + 4,8 = 10,5 мкм.

5.5.2. Определяем наибольший конструктивный натяг.

В процессе эксплуатации прочность неподвижных соединений в большинстве случаев уменьшается из–за влияния ползучести материалов и релаксации напряжений. Поэтому циркуляционно–нагруженное кольцо должно иметь начальные (конструктивные) натяги, приближающиеся к наибольшему возможному значению для данного подшипника.

Наибольший конструктивный натяг N_Kmax циркуляционно–нагруженнoro кольца учитывает:

1) выборку радиального зазора в подшипнике g_min до ноля с целью обеспечения наибольшей долговечности работы;

2) уменьшение натяга в результате смятия шероховатости поверхности в процессе запрессовки ΔN_R;

3)упругие деформации тел и дорожек качения δ_r от действия радиальной силы, определяемой для узла при холостой нагрузке, но приводящие к увеличению радиального зазора.

Наибольший конструктивный натяг для циркуляционно–нагруженного внутреннего кольца

(5.7)

где ξ_d – коэффициент приведения деформации диаметра посадки d_n к дорожке качения внутреннего кольца d₁ : ξ_d = N_d / Δd₁.

Наибольший натяг конструктивный натяг для циркуляционно–нагруженного наружного кольца

, (5.8)

где ξ_D – коэффициент приведения деформации диаметра посадки D_n к дорожке качения наружного кольца D₂: ξ_D = N_D /ΔD₂.

Составляющие зависимостей (4.7) и (4.8) определяются следующим образом.

В работе [6] приводятся формулы для расчета δ_r для каждого вида подшипников. Так, для шариковых однорядных подшипников

(5.9)

где D_w – диаметр шарика, мм; Q_o – нагрузка на наиболее нагруженный шарик при холостом ходе, Н.

Радиальная нагрузка при холостом ходе в 3–5 раз меньше номинальной:

F_rx.x. = F_r/4 = 3000/4 = 750 Н.

(5.10)

где z – число шариков (табл. 5.2);

Q_o = 5∙ 750/10 = 375 Н.

Итоговый результат:

Коэффициент приведения деформации диаметра посадки d_n к дорожке качения внутреннего кольца d₁

(5.11)

В нашем случае d₂= 10мм, поэтому

ξ _d = (70/84)∙((84/10)² –1)/((70/10)² –1) = 1,21.

Коэффициент приведения деформации диаметра посадки D_n кдорожке качения наружного кольца D₂

(5.12)

Окончательно получим:

N_Kmax(d) = 1,21∙(25 + 8) + 4,8 = 44,7 мкм.

Условие выбора посадок циркуляционно–нагруженных колец подшипников:

N_cmin ≥ N_Kmin; (5.13)

N_cmax ≤ N_Kmax, (5.14)

где N_сmin, N_cmax – наименьший и наибольший стандартные натяги.

Исходя из рисунка 5.3 и условий (5.13) и (5.14), определим N_сmin и N_cmax:

N_сmin = ei ≥ N_Kmin;

IT_d ≤ N_Kmax – ei – T_к,

где T_к – допуск кольца, IT_d – допуск вала.

В результате N_сmin = ei ≥ 10,5 мкм.

По таблице 4 приложения 1 имеем ei = m = +11 мкм.

В итоге получим:

IT_d ≤ 44,7 – 11 – 12 = 21,7 мкм.

Так как на вал, соединений с кольцом подшипника класса точности 0 или 6, назначается допуск по 5–6-му квалитету, то по таблице 3 приложения 1 имеем IT_d 6 = 19 мкм.

Рис.5.3.Посадка внутреннего циркуляционно-нагруженного кольца на вал.

В случае невыполнения условия (5.14) выбора посадки (получается допуск вала или корпуса менее 5-го квалитета) нужно выбрать подшипник с другой группой радиального зазора и сделать перерасчет по формуле (5.7) или (5.8).

Выбранная посадка запишется так:Ø70