3. Расчёт и выбор посадок колец, подшипников качения.

3.1. Выбор класса точности подшипника, предельных отклонений и определение вида нагруженния колец.

Для аналогичных видов соединений, в которых требуется достаточная точность вращения валов, рекомендуется принимать 0, 6, 5 классы точности подшипников. С целью снижения стоимости подшипников применяем 0 класс точности ø 40 L0(-0,015).

На основании чертежа и анализа работы подшипника устанавливаем виды нагруженния колец подшипника (поз. 28).

- внутреннее кольцо вращается по отношению к нагрузке и испытывает циркуляционный вид нагруженния;

- наружное кольцо остаётся неподвижным по отношению к нагрузке и испытывает местный вид нагруженния.

По данному размеру вала ø =40 мм и серии 200 по стандарту определяем основные размеры подшипника: D=80 мм; B=18 мм; r =2 мм.

3.2. Выбор посадки для циркуляционно нагруженного кольца.

Рассчитываем посадку циркуляционного нагруженния внутреннего кольца подшипника на вал по интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности по формуле [1, ч.2, с.283]

(3.1)

где R– радиальная реакция опоры на подшипник R=2500 Н;

b – рабочая ширина посадочного места;

b=В-2 r ; [5, с.10] (3.2)

b=18-22=14 мм.

K_n– динамический коэффициент посадки зависящей от характера нагрузки, K_n=1.8;

F– коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе, F= 1;

Выбираем поле допуска для размера сопрягаемой поверхности с циркуляционно нагруженным кольцом – js 6, табл.4.92 [1, ч.2, с.287]

F_a– коэффициент неравномерного распределения радиальной нагрузки между рядами качения, F_a=1 (однорядный подшипник).

кН/м;

Строим схему полей допусков для посадки

Рис. 3.1. Схема расположения полей допусков

Рассчитываем предельный и средний натяг в сопряжении «подшипник-вал»

N_max= 0.0065+0.015=0.0215 мм;

N_min=-0.0065-0=-0.0065 мм;

[5, с.10] (3.3)

где N_c – средний натяг;

мм;

Посадку внутреннего кольца с натягом во избежание разрыва кольца проверяем по максимальному натягу. В результате проверки должно выполняться условие:

[N_max] < [N]; [5, с.10] (3.4)

где [N] –допускаемый натяг по условию прочности кольца, определяется по формуле:

; [5, с.10] (3.5)

где k – коэффициент, зависящий от серии подшипника, k=2.5 (тяжёлая серия);

d – номинальный диаметр кольца, d=40 мм;

[G_p] – напряжения растяжения, [G_p] =400 МПа

принимаем по рекомендации [1, ч.2, с.286]

мм.

Условие (3.4) выполняется.

3.3. Выбор посадки для местно нагруженного кольца.

По значения P_R , D , материалам корпуса и подшипника выбираем поле допуска для местно нагруженного кольца.

Строим схему полей допусков для посадки

Рис. 3.2. Схема расположения полей допусков

Рассчитываем предельный и средний зазор в сопряжении «корпус-подшипник».

S_max=0.016+0.013=0.028 мм;

S_min=0 мм.

; [5, с.10] (3.6)

где S_c – средний зазор;

мм.