Расчёт и выбор посадок подшипников качения

Дано: радиальный подшипник нулевого класса точности;  
  радиальная нагрузка FR – … кН;  
  условия работы подшипника;  
  отношение диаметров Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru или Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru .  

1. Рассчитать эквивалентную радиальную нагрузку (кН), воспринимаемую подшипником по формуле:

  Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru , (48)
где X коэффициент радиальной нагрузки, зависящий от типа подшипника (для радиальных и радиально-упорных шарикоподшипников X = 1);
  FR радиальная нагрузка, кН;
  Y коэффициент осевой нагрузки, зависящий от типа подшипника (для радиальных и радиально-упорных шарикоподшипников Y = 0);
  FA осевая нагрузка, кН.
             

2. По таблице 1 [3] (стр. 424…432) подобрать радиальный однорядный подшипник, удовлетворяющий следующему условию:

  Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru , (49)
где Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru статическая грузоподъёмность подшипника, кН.
           

3. По условному обозначению подшипника определить его конструктивные размеры, таблица 1 [3] (стр. 9…27):

4. Определить вид нагружения колец подшипника.

Если кольцо вращается вместе с валом или корпусом, то оно нагружается циркуляционно, а характер нагружения кольца установленного в неподвижный корпус или на неподвижный вал является местным.

5. Вычислить интенсивность нагрузки циркуляционно нагруженного кольца подшипника по формуле:

  Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru , (50)
где R. расчётная радиальная реакция опоры, кН (R = Р);
  В. конструктивная ширина подшипника, м;
  r. радиус закругления или ширина фаски кольца подшипника, м;
  k. динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки (при перегрузке до 150%, умеренных толчках и вибрации – k = 1; при перегрузке до 300%, сильных толчках и вибрации – k = 1,8);
  F. коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале и тонкостенном корпусе (выбирается по таблице 6);
  FA. коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору (при отсутствии осевой нагрузки FA = 1).
           

Таблица 6 – Значение коэффициента F

Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru или Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru Для вала Для корпуса
свыше до Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru <1,5 Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru =1,5…2 Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru >2…3 все подшипники
0,4
0,4 0,7 1,2 1,4 1,6 1,1
0,7 0,8 1,5 1,7 1,4
0,8 2,3 1,8

6. По таблице 7 выбрать поле допуска для циркуляционно нагруженного кольца, а по таблице 8 для местно нагруженного кольца подшипника.

Таблица 7 – Допускаемые значения интенсивности нагрузки РR, кН/м, на посадочных поверхностях валов и корпусов

Диаметр d отверстия внутреннего кольца подшипника, мм Поля допусков для валов
iS5, iS6 k5, k6 m5, m6 n5, n6
св. 18 до 80 до 300 300…1400 1400…1600 1600…3000
св. 80 до 180 до 600 600…2000 2000…2500 2500…4000
св. 180 до 360 до 700 700…3000 3000…3500 3500…6000
св. 360 до 630 до 900 900…3500 3500…5400 5400…8000

Продолжение таблицы 7

Диаметр D наружного кольца подшипника, мм Поля допусков для корпусов
К6, К7 М6, М7 N6, N7 Р7
св. 50 до 180 до 800 800…1000 1000…1300 1300…2500
св. 180 до 360 до 1000 1000…1500 1500…2000 2000…3300
св. 360 до 630 до 1200 1200…2000 2000…2600 2600…4000
св. 630 до 1600 до 1600 1600…2500 2500…3500 3500…5500

Таблица 8 – Рекомендуемые посадки для местно нагруженных колец подшипников

Размер посадочного диаметра, мм Поле допуска сопрягаемой с подшипником детали
для вала для корпуса
неразъёмный разъёмный
Нагрузка спокойная или с умеренными толчками и вибрацией
до 80 h6 H7 H7, H8
св. 80 до 260 h6, g6 G7
Нагрузка с ударами и вибрацией
до 80 h6 IS7 IS6
св. 80 до 260 H7

7. По таблице 9 определить предельные отклонения присоединительных диаметров внутреннего и наружного колец подшипников.

Таблица 9 – Отклонения присоединительных диаметров dср и Dср подшипников качения нулевого класса точности

Номинальный диаметр dср, мм Отклонение диаметра отверстия подшипника, мкм Номинальный диаметр Dср, мм Отклонение наружного диаметра отверстия подшипника, мкм
верхнее нижнее верхнее нижнее
св. 2,5 до 10 -8 св. 6 до 18 -8
св. 10 до 18 -8 св. 18 до 30 -9
св. 18 до 30 -10 св. 30 до 50 -11
св. 30 до 50 -12 св. 50 до 80 -13
св. 50 до 80 -15 св. 80 до 120 -15
св. 80 до 120 -20 св. 120 до 150 -18
св. 120 до 180 -25 св. 150 до 180 -25
св. 180 до 250 -30 св. 180 до 250 -30
св. 250 до 315 -35 св. 250 до 315 -35

8. По приложению А, Г и Д для выбранных в 6 пункте полей допусков определить соответствующие предельные отклонения для вала и корпуса.

9. Проверить выбранную посадку для циркуляционно нагруженного кольца посадку на обеспечение минимального гарантированного натяга по следующей формуле:

  Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru , (51)
где kп. коэффициент типа подшипника (лёгкая серия – kп = 2,8;средняя серия – kп = 2,3; тяжёлая серия – kп = 2,0);
  b. рабочая ширина кольца подшипника, м;
  Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru минимальный натяг выбранной посадки, мкм.
           

10. Во избежание разрыва колец подшипника наибольший натяг посадки не должен превышать величину допустимого натяга:

  Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru , (52)
где d (D) соответственно диаметр отверстия или наружной поверхности циркуляционно нагруженного кольца подшипника, м;
  Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru допускаемое напряжение на растяжение (для подшипниковой стали Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru = 400 МПа;
  Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru максимальный натяг выбранной посадки, мкм.
           

11. При невыполнении условий (51) и (52) следует подобрать другую посадку из числа предусмотренных для циркуляционно нагруженных колец (таблица 7).

12. Вычертить в масштабе 1000 : 1 схемы расположения полей допусков для соединения: «вал – внутреннее кольцо подшипника» и «корпус – наружное кольцо подшипника» (см. рисунок 5).

Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru

Рисунок 5 – Схема расположения полей допусков соединений:

а) «внутреннее кольцо – вал»; б) «корпус – наружное кольцо подшипника»

13. Вычертить эскиз соединения вала и корпуса с подшипниками качения (см. рисунок 6) с указанием отклонения формы и расположения сопрягаемых поверхностей.

а)
б)
Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru Расчёт и выбор посадок подшипников качения - student2.ru

Рисунок 6 – Обозначение посадок подшипников качения и полей допусков сопрягаемых с ними деталей:

а) на сборочном чертеже; б) на рабочих чертежах

Допуск цилиндричности посадочных мест вала и отверстия корпуса не должен превышать: под подшипники классов точности 0 и 6 – четверти допуска, а под подшипники классов 5 и 4 – одной восьмой допуска на диаметр посадочной поверхности. Расчётные значения следует округлить до стандартных по таблице 10.

Шероховатость посадочных поверхностей вала и отверстия корпуса следует принимать по таблице 11.

Таблица 10 – Базовый ряд числовых значений допусков цилиндричности и круглости посадочных поверхостей, мкм по ГОСТ 24643-81

0,1 0,12 0,16 0,2 0,25 0,4 0,5 0,6 0,8
1,2 1,6 2,5

Таблица 11 – Шероховатость посадочных поверхностей (Rа., мкм) валов и отверстий корпусов под подшипники качения по ГОСТ 2789-73

Посадочные поверхности Класс точности Номинальный диаметр, мм
до 80 св. 80 до 500
Валов 1,25 2,5
6 и 5 0,63 1,25
0,32 0,63
Отверстий корпусов 1,25 2,5
6; 5 и 4 0,63 1,25

Задание № 5

Наши рекомендации