Задача 5. Расчёт посадок подшипников качения

Согласно заданию варианта №1, проведем анализ подшипников качения поз.2 рис.5.1

Рис.5.1. Цилиндрический трехступенчатый редуктор (эскиз)

Рассматриваемый узел редуктора имеет вал, опорами которого являются два шариковых подшипника с диаметром отверстия 25 мм.

Учитывая, что требования к точности вращения вала специально не оговорены, а также то, что данный редуктор не относится к высокоскоростным, принимаем нормальный класс точности подшипников

Данный подшипник относится к шариковым радиальным однорядным открытым, серия диаметров средняя (3), серия ширин – узкая.

Основные размеры подшипника:

номинальный диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника d =25мм;

номинальный диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца D =47мм;

Выбираем посадки внутреннего кольца подшипника на вал и наружного кольца в корпус.

Наружное кольцо подшипника испытывает местное нагружение. Для него выбираем посадку с зазором, т.к. основной опасностью для кольца, которое испытывает местное нагружение – является износ дорожки качения в месте действия нагрузки.

Если для этого кольца, назначают посадку с зазором и если оно не зафиксировано в осевом направлении, то под действием вибрации и толчков оно постепенно проворачивается по посадочной поверхности. В результате износ дорожки качения происходит более равномерно по всей окружности кольца.,

Внутреннее кольцо подшипника испытывает циркуляционное нагружение, и поэтому необходимо выбрать посадку с натягом. Наличие зазора между циркуляционно-нагруженным кольцом и посадочной поверхностью детали может привести к его проворачиванию с проскальзыванием поверхностей, а следовательно, к развальцовыванию и истиранию металла детали, что недопустимо. При таком сочетании посадок колец одного подшипника устраняется опасность заклинивания тел качения из-за чрезмерного уменьшения радиального зазора.

По ГОСТ 3325-85 табл.1,2:

Для подшипника класса точности – 0, отверстие в корпусе выполняется по 7 (реже 6) квалитету, а вал – по 6 (реже 5) квалитету.

Предлагаемые посадки внутреннего кольца на вал:

Учитывая, что режим работы легкий, берем посадку Ø25 .

Предлагаемые посадки наружного кольца в корпус: , ,

Выбираем посадку Ø47 .

Предельные отклонения средних диаметров колец подшипника качения определяем по ГОСТ 520-2002, предельные отклонения вала Ø25js6 и отверстия корпуса Ø47G7 – по ГОСТ 25347-82 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки»

Предельные отклонения для размеров сопрягаемых с подшипником детали:

Посадка Ø47G7:

IT=25 мкм

Верхнее отклонение ES =IT+EI=25+9= 34 мкм,

Нижнее отклонение EI = +9 мкм;

Наибольший предельный диаметр отверстия

Dmax = 47+0,034 =47,034 мм,

Наименьший предельный диаметр отверстия

Dmin = 47+0,009 = 47,009 мм.

Посадка Ø25js6:

IT=13мкм

Верхнее отклонение es = 6,5 мкм,

Нижнее отклонение ei = -6,5 мкм;

Наибольший предельный диаметр вала

dmax = 25+0,0065 = 25,0065 мм,

Наименьший предельный диаметр вала

dmin = 25+(-0,0065) =24,9935 мм.

Расчет подшипниковых посадок:

Расчет посадок подшипника в корпус Ø47 :

Наименьший предельный зазор:

S_min=Dmin – Dm max =47,009 – 47 = 0,009мм = 14мкм

Наибольший предельный зазор:

S_max=Dmax – Dm min = 47,034 – 46,987 = 0.047мм = 47мкм

Расчет наиболее вероятного зазора:

Расчет допуска посадки:

Расчет посадок подшипника на вал Ø25 :

Наибольший предельный зазор(наименьший предельный натяг):

S_max= N_min =dm – dmin = 25- 24,9935 = 0.0065мм = 6,5мкм

Наибольший предельный натяг:

N_max=dmax – dm min = 25,0065 – 24,99 = 0.0165мм = 16,5мкм

Расчет наиболее вероятного натяга:

N_m=(N_max + N_min)/2=(16,5+6,5)/2=11,5мкм

Расчет допуска посадки:

T _(S,N) = N_max + N_min =16,5 – 6,5 = 10 мкм.

Шероховатость посадочных поверхностей, сопрягаемых с кольцами подшипника деталей, зависит от диаметра и класса точности подшипника По ГОСТ 3325 (таблица 3) выбираем требования к шероховатости:

посадочной поверхности вала под кольцо подшипника Rа 2.5;

посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника Rа 2.5;

торцовой поверхности заплечика вала и корпуса Rа 2,5 и Ra 2.5.

Из таблицы 4 ГОСТ 3325 выбираем значения:

допуска круглости посадочной поверхности вала под кольцо подшипника 5.0 мкм;

допуска профиля продольного сечения посадочной поверхности вала под кольцо подшипника 5.0 мкм;

допуска круглости посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника 10 мкм;

допуска профиля продольного сечения посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника 10 мкм.

Из таблицы 5 ГОСТ 3325 выбираем значения:

Допуска торцевого биения заплечиков вала – 30 мкм;

Из таблицы 6 ГОСТ 3325 выбираем значения:

Допуска торцевого биения заплечиков корпуса – 63 мкм.

Рис 5.2 Подшипник