6 Расчет и выбор посадок подшипников качения

6.1 Исходные данные

0. Конструкция подшипникового узла.

1. Номер подшипника качения.

2. Величина и характер радиальной нагрузки.

Точность подшипников качения нормирована по классам точности. ГОСТ 520-89 устанавливает пять классов точности подшипников, обозначаемых в порядке повышения точности: 0, 6, 5, 4 и 2. В большинстве механизмов общего назначения, в т.ч. в автомобилях, тракторах, сельскохозяйственных машинах применяют, в основном, подшипники качения 0 класса точности.

Диаметры наружного и внутреннего колец подшипника приняты соответственно за диаметры основного вала и основного отверстия, следовательно, посадку соединения наружного кольца с корпусом назначают в системе вала, а посадку соединения внутреннего кольца с валом - в системе отверстия. Однако поле допуска на диаметр внутреннего кольца расположено в «минус» от номинального диаметра, т.е. из тела детали.

Поля допусков диаметров наружного кольца и отверстия внутреннего кольца для подшипников качения 0 класса точности обозначаются соответственно l0 и L0.

Посадки подшипника качения на вал и в корпус выбирают в зависимости от типа и размера подшипника, условий его эксплуатации, значения и характера действующих на него нагрузок и вида нагружения колец. Согласно ГОСТ 3225-85 различают три основные вида нагружения колец: местное, циркуляционное и колебательное.

Местным называется такой вид нагружения кольца, при котором действующая радиальная нагрузка постоянно воспринимается одним и тем же ограниченным участком беговой дорожки кольца, например, в случае, когда кольцо не вращается относительно действующей на него нагрузки.

При циркуляционном нагружении кольцо воспринимает нагрузку дорожкой качения последовательно по всей ее длине, например, при вращении кольца относительно постоянной радиальной нагрузки.

При колебательном нагружении кольцо воспринимает радиальную нагрузку ограниченным участком дорожки качения, но направление нагрузки за один оборот колеблется.

Кольцо подшипника с местным нагружением следует монтировать в подшипниковом узле с зазором, чтобы кольцо под воздействием толчков и вибрации постепенно проворачивалось относительно посадочной поверхности для обеспечения равномерного износа.

Циркуляционно нагруженное кольцо устанавливают по посадке с натягом, чтобы исключить возможность проскальзывания кольца по посадочной поверхности и ее интенсивного износа.

6.2 Содержание задания

0. Определить конструктивные размеры заданного подшипника качения.

1. Установить вид нагружения каждого кольца подшипника.

2. Выбрать поля допусков внутреннего и наружного диаметров подшипника.

3. Рассчитать и выбрать поля допусков вала и корпуса, сопрягаемых с подшипником качения.

4. Построить схемы расположения полей допусков для сопряжений «диаметр внутреннего кольца подшипника - вал» и «наружный диаметр подшипника - отверстие корпуса».

5. Выполнить эскизы подшипникового узла и его деталей с указанием полей допусков, посадок, параметров шероховатости и требований к погрешностям формы и расположения поверхностей.

6.3 Порядок выполнения

6.3.1 Конструктивные размеры заданного подшипника (D, d, B, r) определяются по таблице приложения Д в соответствии с ГОСТ 8338 - 75.

6.3.2 Вид нагружения подшипниковых колец устанавливается в соответствии с рекомендациями, изложенными выше.

6.3.3 Поля допусков внутреннего d и наружного D диаметров подшипника, а также их предельные отклонения определяются по таблицам ГОСТ 520 - 89, имея в виду, что заданный подшипник имеет 0 класс точности (приложение Е пособия).

6.3.4 Для циркуляционно нагруженных колец подшипника посадка на вал и отверстие корпуса выбирается по интенсивности радиальной нагрузки P_R на посадочной поверхности.

Интенсивность нагрузки подсчитывается по формуле:

, ( 6.1 )

где R - радиальная реакция опоры, Н;

b - рабочая ширина посадочного места, м (b = B - 2 r , B - ширина подшипника; r - радиус закругления или ширина фаски кольца);

K_П - динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки (при перегрузке до 150%, умеренных толчках и вибрации K_П = 1; при перегрузке до 300%, сильных толчках и вибрации K_П = 1.8) ;

F - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (для сплошного вала или массивного корпуса F = 1);

F_А - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками. Для радиальных однорядных подшипников F_A = 1.

По найденному значению интенсивности нагрузки на основании данных таблицы 6.1 выбираем соответствующее поле допуска.

Поля допусков вала и отверстия корпуса для местно нагруженных колец выбираются из таблицы 6.2 .

Таблица 6.1 -Допускаемые значения интенсивности нагрузки P_R

Диаметр d отверстия внутреннего кольца, мм	Допускаемые значения PR, кН / м
	Поля допусков для валов
	js6	k6	m6	n6
Св. 18 до 80	до 300	300 - 400	1400 - 1600	1600 - 3000
80 до 180	до 600	600 - 2000	2000 - 2500	2500 - 4000
180 до 360	до 700	700 - 3000	3000 - 3500	3500 - 6000
Диаметр D наружно- го кольца, мм	Поля допусков для корпусов
	K7	M7	N7	P7
Св. 50 до 180	до 800	800 - 1000	1000 - 1300	1300 - 2500
180 до 360	до 1000	1000 - 1500	1500 - 2000	2000 - 3300
360 до 630	до 1200	1200 - 2000	2000 - 2600	2600 - 4000

Таблица 6.2 - Рекомендуемые поля допусков валов и отверстий корпусов для подшипников качения с местно нагруженными кольцами

Номинальный диаметр, мм	Поля допусков
	валов (осей)	отверстий в корпусе
		неразъемном		разъемном
Нагрузка спокойная или с умеренными толчками и вибрацией, перегрузка до 150%
До 80	h6		H7		H7
Св.80 до 260	h6, g6		G7		H7
Нагрузка с ударами и вибрацией, перегрузка до 300%
До 80	h6		JS7		JS7
Св.80 до 260	h6		H7		JS7

6.3.5 Пример выполнения схем расположения полей допусков для соединений колец подшипника с валом и корпусом приведен на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 - Схема расположения полей допусков колец подшипника и сопрягаемых с ними деталей

6.3.6 Пример выполнения эскизов подшипникового узла и деталей, сопрягаемых с подшипниковыми кольцами, приведен на рисунке 6.2.

Рисунок 6.2 - Обозначение допусков и посадок подшипников качения

Шероховатость посадочных поверхностей валов и отверстий корпусов под подшипники 0 класса точности принимаются для диаметров до 80 мм -

R_A = 1.25 мкм, а для диаметров свыше 80 мм - R_A = 2.5 мкм.