В  этом  случае  внутреннее  кольцо  воспринимает  радиальную  нагрузку  Р  последовательно  всей  окружностью дорожки  качения,  такой  вид  нагружения  кольца  называется  циркуляционным.  Наружное  кольцо  подшипника воспринимает  радиальную  нагрузку  лишь  ограниченным  участком  окружности  дорожки  качения,  такой  характер нагружения кольца называется местным.

Дорожки  качения  внутренних  колец  подшипников  изнашиваются  равномерно,  а  наружных –  только  на ограниченном участке.

При  назначении  посадок  подшипников  качения  существует  правило:  кольца,  имеющие  местное  нагружение, устанавливаются  с  возможностью  их  проворота  с  целью  более  равномерного  износа  дорожек  качения;  при 

циркуляционном  нагружении, напротив, кольца сажают по более плотным посадкам.

     4. Посадку подшипников качения на вал и в корпус выбирают, прежде всего, в зависимости от вида нагружения колец. При циркуляционном нагружении колец подшипников посадки а валы и в корпусы выбирают по величине интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности. Интенсивность радиальной нагрузки определяют по формуле (79) [1], учитывая при выборе коэффициентов характер нагрузки, конструкцию вала и корпуса под подшипник, вид подшипника качения. При этом необходимо понимать, что нагрузка подшипника и вид нагружения его колец – разные вещи.

     Определив для циркуляционно нагруженного кольца величину интенсивности радиальной нагрузки, по таблице 16 [1] выбирают поле допуска соответственно для вала или корпуса, сопрягаемого с этим кольцом. Посадку под кольцо, имеющее местный вид нагружения, выбирают из таблицы 17 [1].

Радиальная нагрузка Fr = 2500 H, перегрузка до 150%, умеренные толчки и вибрации (статическая), осевая нагрузка отсутствует.

Вид нагружения колец: внутреннего – циркуляционный, наружного – местный.

Из маркировки  подшипника  следует,  что  задан  радиальный  однорядный шариковый  подшипник легкой серии, класс точности 6.

Основные размеры подшипника:

     посадочный  размер наружного кольца D = 52 мм;

     посадочный размер внутреннего кольца d = 25 мм;

     ширина  колец В = 15 мм;

     радиус  фаски r = 1,5 мм.

Таблица 5 – Предельные отклонения диаметра отверстия внутренних колец d радиальных подшипников по СТ СЭВ 774-77

     

Таблица 6 – Предельные отклонения диаметра отверстия наружных колец D радиальных подшипников по СТ СЭВ 774-77

     В таблицах 5 и 6  находим предельные отклонения посадочных размеров колец.

Внутреннее  кольцо d = 25 мм; имеет отклонения:

ES = 0,

EI = - 8 мкм = - 0,008 мм. (L6)

Наружное кольцо D = 52 мм ;  :

es = 0,

ei = - 11 мкм  = - 0,011 мм. (l6)

Наружное  кольцо испытывает местный вид нагружения.

Для отверстия  в корпусе, соединенного с этим кольцом, по таблице 7 выбираем поле допуска Н7. Допуск 30 мкм. Отклонения отверстия ∅52 Н7 составляют:

     ES = +30 мкм = +0,030 мм,

     EI = 0.

Для  внутреннего кольца, испытывающего циркуляционный  вид нагружения, определяем интенсивность нагрузки

     где F_r = 2500 H = 2,5 кH – радиальная нагрузка;

     В = 15 мм = 0,015 м – ширина кольца;

     r = 1,5 мм = 0,0015 м – радиус фаски;

     К1 – динамический коэффициент посадки (при перегрузке до 150%

     К1 = 1; при перегрузке > 150% К1 = 1,8);

     К2 – коэффициент, учитывающий ослабление натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале К2 = 1);

     К3 – коэффициент неравномерности распределения радиальной на-

     грузки  между  телами  качения  в  двухрядных  или  сдвоенных

     подшипниках (в примере К  = 1).

     P_R = 2,5 /(0,015 – 2*0,0015) *1*1*1 = 208,333 Кн/м 
 
 
 
 
 

Таблица 7 – Рекомендуемые поля допусков валов и отверстий корпусов под подшипниками качения с местным нагружением колец.

Согласно  таблице 8, заданным условиям для вала соответствует поле допуска js6. Допуск 13 мкм. Из таблицы Приложения находим предельные отклонения вала ∅25 js6:

     es = +6,5 мкм = +0,0065 мм,

     ei = - 6,5 мкм = - 0,0065 мм.

Таблица 8 – Допустимые интенсивности нагрузок на посадочных поверхностях валов и корпусов.

     

Внутреннее  кольцо подшипника имеет размер ∅25 мм.

Вал, соединяемый  с этим кольцом, имеет размер ∅25js6 мм

Наибольший  натяг составит:

Nmax = es – EI = +0,0065 – (-0,008) = 0,0145 мм.

Проверим  допустимость этого натяга из условия  прочности кольца

Где d – диаметр внутреннего кольца подшипника ,м.

 d = 0,025 м

[ σ_р ] – допускаемое напряжение на растяжение, МПа (для подшипниковой стали  [ σ_р ] ≈400 МПа

k- коэффициент, зависящий от серии подшипника. Для легкой серии k= 2,8

Условие прочности выполняется, так как

[N ] = 0,089 > Nmax = 0,0145

Таблица 9 – Выбор посадки 

 

5. Построение схем полей допусков приведено на чертеже.

ЗАДАНИЕ 4

     Допуски и посадки шпоночных  соединений

 

     Цель  задания:

1. Научиться выбирать поля допусков для размеров шпоночных соединений.
2. Научиться обозначать посадки шпоночных соединений на чертежах.

     Исходными данными служат:

1. Диаметр вала d, мм. d = 36 мм
2. Конструкция шпонки.- Сегмент
3. Назначение (вид) соединения - нормальный

     В задании требуется:

1. Определить основные размеры шпоночного соединения.
2. Выбрать поля допусков деталей шпоночного соединения по ширине шпонки.
3. Назначить поля допусков и определить предельные отклонения остальных размеров шпоночного соединения.
4. Подсчитать все размерные характеристики деталей шпоночного соединения и для сокращения отчета записать их в таблицу 4.
5. Определить предельные зазоры и натяги в соединении шпонка-паз вала и шпонка-паз втулки.
6. Вычертить схему расположения полей допусков по ширине шпонки.
7. Вычертить эскизы шпоночного соединения и его деталей с указанием всех основных размеров и полей допусков в буквенном и числовом обозначении.

Решение:

1. Номинальные размеры шпоночного соединения с призматическими шпонками определяют по СТ СЭВ 189 – 75 (приложение К к методическим указаниям), а с сегментными – по СТ СЭВ 647 – 77 (приложение Л здесь же).

 

 Из  таблицы  основных размеров  соединений с сегментными шпонками, мм (выдержка из СТ СЭВ 647-77) имеем: 

 
    

2. Выбор полей  допусков деталей шпоночного соединения зависит от вида соединения. Стандарт предусматривает три вида соединений по ширине шпонки: плотное, нормальное и свободное. Каждому из этих видов соединений соответствует определенный набор полей допусков на ширину шпонки, ширину паза вала и паза втулки. Все эти поля допусков для разных видов шпоночных соединений приведены в таблице 22 [1]. Численные значения предельных отклонений определяют при помощи таблиц со значением допусков и основных отклонений (как в задании 1).

Исполнительные  размеры шпоночных пазов.

Соединение  нормальное.

Паз на валу : N9, ширина b = 10 мм

     EI = -0,036

     ES = 0

     10 N9 мм

Паз во втулке : js 9

     ei = - 0,018

     es = + 0,018

       10 js 9 мм.

Глубина , вал t1 = 10 мм

Глубина, втулка t2= 3,3 мм

3. Указания по назначению полей допусков на другие размеры деталей шпоночного соединения даны в СТ СЭВ 57 – 73, по которому назначаются следующие поля допусков:

     высота  шпонки – по h11, h =13

     длина шпонки – по h14,

     длина паза вала – по H15,

     глубина паза вала и втулки – по H12,

     диаметр сегментной шпонки – по h12.D = 32

4. Заполним таблицу 10 для вала d= 36 мм, сегментной шпонки и нормального соединения.

Таблица 10 – Размерные характеристики деталей шпоночного соединения