Подшипники качения

Рассмотрим расчеты данных размеров рабочего калибра - пробки для  контроля отверстия Н6.

Наименьший  размер проходного нового калибра-пробки:

ПР _max = D _min + Z+

ПР _max = 105+0.004+=105.007 мм

Наибольший размер проходного нового калибр –пробки:

 ПР _min = Пр _max – Z

ПР _min = 105.000 -0.004=105.003 мм

Наименьший размер изношенного  проходного калибра–пробки:

ПР _изнош = D _min – Y

ПР _изнош = 105-0.003=104.997 мм

 

Наибольший размер непроходного нового калибра-пробки:

 НЕ _max = D _max+

НЕ _max = 105.022+ =105.025 мм

Наименьший размер непроходного нового калибра-пробки:

НЕ _min = НЕ _max-Z

НЕ _min = 105.025-0.004=105.021 мм

Наибольший размер изношенного  непроходного  калибра-пробки:

НЕ _изнош = D _max – Y

НЕ _изнош = 105.022-0.003=105.019 мм

Рассмотрим расчеты рабочего калибра - скобы для контроля вала f6.

Наименьший размер проходного нового калибра-скобы:

ПР _max = d _min + Z+

ПР _max = 104.942+0.004+=104.949 мм

Наибольший размер проходного нового калибра –скобы:

ПР _min = Пр _max – IT2

ПР _min = 104.949-0.004=104.945 мм

Наименьший размер изношенного  проходного калибра–скобы:

ПР _изнош = d _min + Y

ПР _изнош = 104.942+0.003=104.945 мм

 

Наименьший размер непроходного нового калибра-скобы:

НЕ _max = d _max+

НЕ _max = 104.964+ =104.967 мм

Наибольший размер непроходного нового калибра-скобы:

НЕ _min = НЕ _max-IT2

НЕ _min = 104.967-0.004=104.963 мм

Наибольший размер изношенного  непроходного  калибра-скобы:

НЕ _изнош = D _max +Y

НЕ _изнош = 104.964+0.003=104.967 мм

 

 

 

 

 

Вывод:

Соединения   с гарантированным зазором, для контроля изготовления детали выбран мерительный инструмент для вала оптиметр а предельной погрешностью измерения 1,6 мкм, для втулки оптиметр с предельной погрешностью 1,3 мкм. И построены поля допусков калибров для детали соединения.  Данные калибры должны обеспечить контроль детали с необходимой точностью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЧАСТЬ 4.

РАСЧЕТ ПОСАДОК  ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ.

Весьма важным в обеспечении  высокой работоспособности подшипников  является выбор посадок колец  подшипника с присоединяемыми поверхностями  деталей изделия. Основными факторами, определяющими выбор посадок, являются:   
— вид нагружения колец подшипника;   
— величина нагрузки (интенсивность нагружения);   
— частота вращения;   
— условия монтажа.

Главным фактором при выборе посадок является вид нагружения наружного и внутреннего  колец подшипника.                                                                      Схема « вращается вал» (внутреннее кольцо вращается вместе с валом) имеет место у подшипников валов коробок передач, задних колес заднеприводных автомобилей, у роторов электродвигателей. Схема « вращается корпус» (при работе вращается наружное кольцо) лежит в основе работы подшипников передних колес заднеприводных автомобилей, в роликах конвейеров и т. п.                                         Различают три вида нагружения подшипников: местное, циркуляционное и колебательное.                                                                                                   

 

Местное нагружение кольца (М) - вид  нагружения, при котором действующая  на подшипник результирующая радиальная нагрузка Fr постоянно воспринимается одним и тем же ограниченным участком дорожки качения этого кольца и передается соответствующему участку  посадочной поверхности вала и корпуса. Такое нагружение имеет место, когда  кольцо не вращается относительно действующей  нагрузки или кольцо и нагрузка участвуют  в совместном вращении. Циркуляционное нагружение кольца (Ц) — вид нагружения, при котором действующая на подшипник  результирующая радиальная нагрузка воспринимается и передается телами качения в  процессе вращения дорожки качения  последовательно по всей ее длине и соответственно всей посадочной поверхности вала или корпуса. Такое нагружение происходит, когда кольцо вращается относительно постоянной по направлению радиальной нагрузки Fr с частотой вращения л или когда нагрузка вращается относительно неподвижного кольца.

Колебательное нагружение кольца —  вид нагружения, при котором неподвижное  кольцо подшипника подвергается одновременному воздействию радиальных нагрузок: постоянной по направлению Frn вращающейся Fc (Fr > Fc).

Для гарантированной замены трения скольжения на трение качения надо иметь неподвижные посадки присоединительных  поверхностей колец с соответствующими поверхностями изделия, но тогда  из-за недостаточной жесткости колец  подшипников может произойти  заклинивание тел качения. Чтобы  этого не происходило, необходимо выяснить, какие виды нагружения колец требуют  обязательного применения неподвижных  посадок, а какие могут допустить  компенсационные зазоры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание:

Для подшипника качения выбрать посадки внутреннего  и наружного колец, построить  схемы расположения допусков, сделать  проверку на наличие посадочного  зазора по наибольшему натягу выбранной  посадки  и дать сборочный чертежи  при исходных, представленных в таблице.

Исходные  данные:

Условное обозначение подшипника	Класс точности	Нагрузка кН(R-радиальная, А- осевая)	Вращение вала или корпуса	или D/	Характер нагрузки
3518	0	R=12,A=2	Вал	=0,7	У

 

d	D	B	Подшипник
90	150	45	3518ГОСТ 7260-81

 

Допускаемые значения , рассчитанные по средним значениям посадочных натягов, приведены в табл. 9.3. и 9.4.                                                         Интенсивность нагрузки определяется по формуле:

, где 

R-радиальная нагрузка на опору, Н;                                                                             В-ширина кольца подшипника, мм;                                                                             -динамический  коэффициент посадки( табл.4.2) ;                                                       F-коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при половом вале или тонкостенном корпусе(табл.9.5), при сплошном вале F=1;                         -коэффициент неравномерности нагрузки R между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки А на опору.

Значение , зависящее от величины (угол контакта тел качения с дорожкой качения наружного кольца, зависящий от конструкции подшипника), приведены в табл. 4.81.

=1                  F=1,4

==0,8                  =1,6

=H/мм

 

 

 

 

 

 

Вывод

На основании расчетов на определение  интенсивности нагрузки подшипникового  соединения с использованием подшипника 3518ГОСТ 7260-81, с заданными условиями  нагружения, определено – посадка  подшипника на вал 90k6 (гарантированный натяг), посадка нагруженного кольца подшипника в корпус 150G6 (гарантированный зазор).

Данные посадки обеспечивают надежную работу соединения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема расположения полей допусков

  Посадка на вал 90k6                                       

 

 

 

 

 

 

 

 

N_min  -3мкм      N_max  =15+25=40 мкм      - 43/2=21,5 мкм

 

 

 

Посадка в корпус 150G6

               S_min  = 14          S_max  =54         =34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЧАСТЬ 5.

РАСЧЕТ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ.

 

Основы теории

    Размерной  цепью называют совокупность  размеров, непосредственно участвующих   в решении поставленной задачи  и образующих замкнутый контур. Основные термины, обозначения  и определения размерных цепей  установлены ГОСТ 16319-80. В результате  расчета размерных цепей устанавливаются  предельные размеры, а, следовательно,  предельные отклонения и допуски  всех звеньев цепи.

    Применяют  следующие методы решения (ГОСТ 16320-80):

а) метод  полной взаимозаменяемости (расчет на минимум-максимум);

б) метод  неполной взаимозаменяемости (вероятностный  расчет).

1. Расчет  на максимум-минимум.

     Допуск замыкающего звена равен:

TA_Δ=-=,

т.е. равен сумме допусков составляющих звеньев.

Верхнее отклонение замыкающего звена

ES(es)_ΔA=A_Δmax-A_Δ=ΣES(es)_Aj-ΣEI(ei)_Ak,

где ES и EI – соответственно верхнее и нижнее отклонения размеров звеньев, относящихся к охватывающим поверхностям («отверстиям»);

es и ei - соответственно верхнее и нижнее отклонения размеров звеньев, относящихся к охватываемым поверхностям («вала»).                           

     Характер поверхности, к которой  относится то или иное звено,  определяется из анализа конкретной  размерной цепи.

        Нижнее отклонение замыкающего  звена

EI(ei)_AΔ=A_Δmin-A_Δ=ΣES(es)_Ak-ΣEI(ei)_Aj.

2. Вероятностный метод.

     При решении задач вероятностным  методом, т.е. с учетом характера  рассеяния размеров, исключает как  мало вероятные предельные сочетания  значений размеров звеньев размерной  цепи.

В общем случае связь между допуском замыкающего  звена и допусками составляющих звеньев выражается формулой:

TA_Δ=,

где ε_i – передаточные отношения звеньев;

t – коэффициент риска, характеризующий процент выхода размеров замыкающего звена за пределы установленного допуска;

λ_i – коэффициент относительного рассеивания, характеризующий закон распределения i-го составляющего звена;

=1/9 – при нормальном законе распределения (закон Гаусса);

=1/6 – при законе распределения, близком к закону треугольника (закон Симпсона);

=1/3 – при равновероятном законе распределения или если ничего не известно о характере кривой распределения.

ГОСТ 16320-70 дает значения коэффициента t для некоторых величин процента риска P (табл.5.2 методички).

Для других значений процента риска коэффициент  t может быть найден из соотношения

φ(t) = 0,5(1-),

где φ(t) – функция Лапласа аргумента t.

Верхнее и  нижнее отклонения замыкающего звена  определяют по формулам

ES(es)_AΔ=(E_cA_Δ+)-A_Δ,

EI(ei)_AΔ=(E_cA_Δ+)-A_Δ,

здесь                         сь   E_cA_Δ = ,

где E_cA_Δ, ,  - размеры, соответствующие серединам полей допусков.

3. Решение  прямой задачи.

        При решении прямой задачи, когда  требуется допуск замыкающего  звена распределить между составляющими  звеньями, в основном, применяют  способ назначения допусков одного  квалитета точности.

       Для определения требуемого квалитета  точности определяют коэффициент  точности (число единиц допуска)  по формулам:

      а) при расчете на максимум-минимум       a_ср=;

      б) при расчете вероятностным  методом    a_ср=.

       В этих формулах

а_ср – средний коэффициент точонсти составляющего звена;

i_j – единица допуска, соответствующая размеру А_j.

       В свою очередь единица допуска  определяется по формуле:

i=0,45+0,001A_j.

       Суммарный допуск составляющих  ΣТА_i сравнивают с заданным [ТА_Δ] -

ΣТА_i ≤ [ТА_Δ].

          При этом допускается, чтобы  расхождение значений в формуле  не превышало 5%. В противном  случае необходимо произвести  корректировку, в частности, за  счет того, что допуск на одно  или несколько составляющих звеньев  принять в соответствии с другим  близлежащим квалитетом точности.