Выбор посадки подшипников качения

Размещено на http://www.allbest.ru/

2012

Содержание

1. Анализ посадки типичного соединения цилиндрических деталей

2. Выбор и расчет посадки с натягом

3. Выбор посадки подшипников качения

4. Выбор посадки шпоночного соединения

5. Составление чертежа вала редуктора

Список использованных источников

цилиндрический редуктор подшипник



1. Анализ посадки типичного соединения цилиндрических деталей

Граничные отклонения отверстия: ES=0,030 мм, EI=0 мм.

Граничные отклонения вала: es=-0,030 мм, ei=-0,060мм.

Определяем граничные размеры отверстия:

, (1.1)

=80+0,030=80,030 мм,

, (1.2)

=80+0=80 мм.

Определяем граничные размеры вала:

, (1.3)

, (1.4)

.

Определяем допуск отверстия:

(1.5)

Определяем допуск вала:

(1.6)

Данное соединение деталей является посадкой с зазором в системе отверстия.

Определяем максимальный зазор:

(1.7)

Определяем минимальный зазор

(1.8)

Определяем допуск зазора:

(1.9)

Единица допуска i=1,88.

Определяем число единиц допуска вала и отверстия:

(1.10)

,

Для вала принимаем квалитет точности IT7, для отверстия - IT7.

Для отверстия принимаем посадку H7, а для вала f7.

Рисунок 1.1 Схема полей допуска

2. Выбор и расчет посадки с натягом

Посадки с натягом предназначены для создания неподвижных соединений, нагруженных внешним крутящим моментом Т и осевой силой , совместно или раздельно.

Граничные значения натягов выбирают из условий:

- наименьший натяг должен обеспечивать неподвижность соединения(отсутствие сдвигов);

- наибольший - не должен разрушать сопряженные детали.

Величина наименьшего натяга для выполнения первого условия, если сопряженные поверхности идеально гладкие, определяется по формуле

(2.1)

где , - модули упругости материалов деталей;

d - номинальный размер соединения, мм;

p - удельное эксплуатационное давление на поверхности контакта.

, (2.2)

где k=1,5…2 - коэффициент запаса прочности;

f - коэффициент трения;

d - диаметр соединения, мм;

l - длина соединения, мм; - осевая сила, Н;

Т - крутящий момент, Нмм;

, - коэффициенты, которые определяются по формулам:

, (2.3)

где - внутренний диаметр полого вала;

- внешний диаметр втулки;

- коэффициенты Пуассона для материалов деталей.

СD= +0,3 = 7,8

Cd= = 0,7

р= = 18,7 МПа

Nmin = 18,7·35= 0,026 мм.

Минимальный расчетный натяг, по которому выбирается посадка по ЕСДП

, (2.4)

где - величина заданных параметров шероховатости поверхности.

Nmin p= 0,026 + 1,2(0,0032 + 0,0032) = 0,033 мм.

Для выбора рекомендуются такие посадки: При этом должно выполняться следующее условие

Nmin ст ? Nmin р.

Выбираем посадку , тогда по формуле

Nmin ст.=ei - ES, (2.5)

Nmin ст=0,060-0,025= 0,035 мм.

Условие выполняется, Nmin ст=0,035 мм Nmin р=0,033 мм.

Для выполнения второго условия определяется наибольший допустимый натяг Nmax р

Nmax р=Рдоп·d , (2.6)

где Рдоп, РДОП - допустимое удельное контактное напряжене;

d - диаметр соединения;

Ed, ED - модули упругости материалов деталей.

Рдоп=0,58· уd, (2.7)

РДОП=0,58· уD, (2.8)

где уd, уD - условная граница текучести или прочности деталей, уd=360МПа, уD=380МПа.

Рдоп=0,58· 380•1=220,4 МПа,

РДОП=0,58· 700•= 95,4 МПа.

Расчет проводим по наименьшему значению Р, то есть РДОП=95,4 МПа,

Nmax р=95,4·35 =0,135 мм.

Прочность деталей, которые соединяются , будет обеспечена, если максимальный натяг выбранной стандартной посадки будет менше чем наибольший допустимый натяг для вала и втулки, то есть будет выполнятся условие:

Nmax ст. ? Nmax р.

Nmax ст= es - EI, (2.9)

Nmax ст.= 0,085- 0 =0,085 мм.

Условие выполняется, следовательно размер соединения деталей 35 мм.

Рисунок 2.1 Схема полей допусков

3. Выбор посадки подшипников каченния

Геометрические параметры подшипника 7309: d=45 мм, D=100 мм, В=26 мм, r=2,5, подшипник шариковый, радиальный, однорядный, конический.

При местной нагрузке внешнего кольца подшипника отклонение отверстия корпуса выбирается в зависимости от характера нагрузок и конструктивных характеристик подшипникового узла: квалитет точности отверстия корпуса - 7, основное отклонение отверстия - Н. Диаметр отверстия корпуса 100.

Отклонение диаметра внешнего кольца подшипника определяется по ГОСТ 520-71взависимости от класса точности подшипника: верхнее - 0, нижнее - 15 мкм.

Получаем переходную посадку в системе вала, 100 мм.

При циркуляционной нагрузке внутреннего кольца подшипника качения основное отклонение вала, который соединяется с кольцом подшипника, выбирается в зависимости от интенсивности нагрузки.

РR = · К1·К2·К3, (3.1)

где R - радиальная реакция опоры на подшипник, R=30 кН;

В - ширина подшипника;

К1 - динамический коэффициент посадки;

К2 - коэффициент, который учитывает степень посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе;

К3 - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами роликов.

РR = · 1,8·1,2·1= 1234 Н/мм.

Квалитет точности вала - 6, основное отклонение вала - k. Диаметр вала 45k6. Получаем посадку с натягом 45 мм.

4. Выбор посадки шпоночного соединения

Выбор посадки шпонки производится в зависимости от характера соединения и вида производства, для которого она предназначена.

I Соединение шпонка - шпоночный паз на валу.

Выбираем свободный тип соединения. Граничное отклонение размера по ширине на валу - Н9. Граничное отклонение размера по ширине шпонки - h9. Размеры шпонки нормируются по ГОСТ 23360-78: b=10 мм, h=8 мм. По параметру b получаем 10 мм. Глубина шпоночного паза t=5+0,2.

Определяем граничные отклонения шпонки и шпоночного паза на валу.

ES=0, EI=36 мкм; es=0, ei=-36мкм.

Определяем граничные размеры шпоночного паза по формулам (1.1) - (1.4).

Dmax= D + ES,

Dmax= 10+0,036 = 10,036 мм,

Dmin= D + EI,

Dmin= 10 - 0= 10 мм;

dmax= D + es,

dmax= 10+0 = 10 мм,

dmin= D + ei,

dmin =10 - 0,018=9,982 мм.

Определяем допуск паза на валу и шпонки по формулам (1.5) - (1.6).

TD= ES - EI,

TD= 0+36 = 36 мкм;

Td= es - ei,

Td= 0 +36 = 36мкм.

Рисунок 4.1 Вал со шпоночным пазом

II Соединение шпонка - ступица колеса.

Выбираем свободный тип соединения. Граничное отклонение размера по ширине на ступице -D10. Граничное отклонение размера по ширине шпонки - h9. Размеры шпонки нормируются по ГОСТ 23360-78: b=10 мм, h=8 мм. По параметру b получаем 10 мм. Глубина шпоночного паза t=4,4+0,2.

Определяем граничные отклонения шпонки и шпоночного паза на ступице.

ES=98мкм, EI=40мкм; es=0, ei=-36мкм.

Определяем граничные размеры по формулам (1.1) - (1.4)

Dmax= D + ES,

Dmax= 10+0,098=28,098 мм;

Dmin= D + EI,

Dmin= 10+0,040= 10,040 мм;

dmax= D + es,

dmax= 10+0 = 10 мм,

dmin= D + ei,

dmin =10 - 0,043=9,957 мм.

Определяем допуск паза и вала по формулам (1.5) - (1.6)

TD= ES - EI,

TD= 98-40 = 58 мкм;

Td= es - ei,

Td= 0 - (- 36) = 36 мкм.

Рисунок 4.2 Ступица колеса со шпоночным пазом

5. Составление чертежа вала редуктора

При изготовлении детали необходимо исходить из того, что погрешности параметров не только неизбежны, но и допустимы в определенных границах, при которых деталь удовлетворяет требованиям правильной сборки и функционирования машины.

Названные допустимые погрешности в виде допусков изготовления должны быть указаны на чертеже. Для обеспечения необходимой точности параметров детали, ее работоспособности и долговечности на чертеже необходимо указывать не только граничные отклонения, но и допуски форм и расположения. Допуски форм и расположения указывают на чертежах условными знаками по ГОСТ 3.308-79.

Для соединения вала диаметром 36 мм с зубчатим колесом

= 2·Т = 2·25 = 50 мкм,

= 0,3·Т = 0,3·25 = 7,5 мкм,

= 30 мкм

Для соединения с подшипником

= 30 мкм,

= 2·Т = 2·16 = 32 мкм,

= 0,3·Т=0,3·16=4,8 мкм.

Для соединения с подшипником

= 30 мкм,

= 2·Т = 2·16 = 32 мкм,

= 0,3·Т=0,3·16=4,8 мкм.

Для вала діаметром 60 мм

= 20 мкм,

=16 мкм.

Положение шпоночного паза относительно образующей ограничивают допуски:



= 0,2·Т = 0,2·43 = 8,6 мкм,

= 0,5·Т = 0,5·43 = 21,5 мкм.

Числовые значения для посадочных поверхностей валов принимают в зависимости от квалитета точности.

Посадочная поверхность вала 6 и 7 квалитетов в диапазоне 50 - 120 мм Ra=1,6 мкм.

Торцы валов для базирования:

- подшипников качения 0 и 6 квалитета точности - Ra=1,6 мкм;

- зубчатых, червячных колес при соотношении - Ra=1,6 мкм, - Ra=3,2 мкм;

Канавки, фаски, радиусы галтелей на валах Ra=6,3 мкм;

Поверхность шпоночных пазов на валах:

- рабочая Ra=6,3 мкм;

- нерабочая Ra=12,5 мкм.



Список использованных источников

1. Комплексное методическое обеспечение для выполнения контрольной работы по дисциплине «Метрология, стандартизация и управление качеством» (№ 816) . - Х.: УкрГАЖТ, 2006. - 58 с.

2. Мягков В. Д. Допуски и посадки: Справочник. - Л.: Машиностроение, 1978.

3. Болдин Л.А. Основы взаимозаменяемости и стандартизации в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1984.

Размещено на Allbest.ru