Посадка зубчатого колеса на вал

Часть 1. Расчет и выбор посадок гладких цилиндрических соединений.

Дано:

Класс точности подшипника – 5,

№ подшипника – 36213

Расчетная радиальная реакция опоры F_r=20000Н,

Осевая нагрузка на опору F_a=10000Н,

Перегрузка до 150%,

Вал сплошной

Натяги в сопряжении d₃: наибольший 96 мкм, наименьший 42 мкм.

Номинальные размеры: d₁=D, d₂=d, d₃=d+10.

Решение:

Для подшипника №36213 находим посадочные размеры по ГОСТ 8338-75: d=65 мм, D=120 мм, В=23 мм. По ГОСТ 520-71 находим отклонения посадочных размеров: D=120_-0,010, d=65_-0,009

Вид нагружения: так как радиальная сила, постоянная по направлению, приложена к валу, который вращается, то наружное кольцо имеет местное нагружение, а внутреннее – циркуляционное.

Посадки для заданных соединений:

Посадка наружного кольца подшипника в корпус

По табл. 15 для местнонагруженных колец для D=120 мм неразъемного корпуса, принимая во внимание перегрузку до 150%, находим поле допуска G6 для класса точности 5. Строим схему полей допусков посадки Ø120 G6/l5

Посадка внутреннего кольца подшипника на вал

Нагружение циркуляционное. Для расчета интенсивности нагружения находим коэффициенты k₁, k₂,k₃. Для перегрузок до 150% по табл.16, 17, 18 (D/d=120/65=1,85):

k₁=1,0

k₂=1,0

k₃=1,0, т.к. подшипник однорядный.

Интенсивность нагружения:

P_R= ´ k₁´ k₂´ k₃=(20000/0,023)×1 ×1×1 =870

По табл.19 с учетом класса находим поле допуска вала k6. Строим схему полей допусков посадки Ø65L5/ k5.

Посадка распорной втулки на вал

Т.к. распорная втулка надевается на вал, размеры которого определены посадкой подшипника качания, то чтобы обеспечить легкость сборки, необходимо выбрать посадку с зазором 20-30мкм. Выбираем такое поле допуска отверстия, у которого отклонение EI больше, чем верхнее отклонение вал es на 20-30мкм. Выбираем поле допуска Е9. Строим схему полей допусков посадки Ø65Е9/ k5. Smin=EI-es=60-15=45 мкм – гарантированный зазор.

Посадка крышки подшипника в корпус

Для легкости сборки крышки с корпусом рекомендуется посадка с гарантированным зазором невысокой точности. Для унифицированных в ряде отраслей крышек подшипников рекомендованы поля допусков предпочтительного применения. Для нашего случая выбираем d11 и строим схему полей допусков посадки Ø120Н7/ d11.

Посадка зубчатого колеса на вал

d₃=75мм

N_maxF=96 мкм

N_minF=42 мкм (по заданию)

По табл.4 и 6 подбираем посадку наименьшей точности по условию:

N_minF. £ N_{min табл.}, N_maxF ³ N_{max табл.}

Ø75Н7/t6, N_min=45мкм, N_max=94мкм.

Схема полей допусков:

В действительности указанная посадка не обеспечит эффективного натяга N_min=45мкм из-за смятия неровности шероховатости поверхностей. Вводим запас на деформацию:

Δ= N_min - N_minF.=45-42=3 мкм.

Допустимая высота микронеровностей:

R_z= Δ/2,4=3/2,4=1.25 мкм

R_a=1/4 R_z=0,31 мкм.

Требования, предъявляемые к поверхностям корпуса и вала для посадок подшипников качения:

· Отклонения формы поверхностей корпуса и вала не должны превышать значений, равных IT14. Допуски формы

-для корпуса FT=IT7/4=35/4=8,75 мкм,

-для вала FT=IT6/4=19/4=4,75 мкм.

· Среднее арифметическое отклонение поверхности корпуса – 1,25 мкм, вала – 0,63 мкм, торцов заплечиков валов и корпусов – 2,5 мкм (табл.21).