2. Расчёт и выбор посадок подшипников качения

Подшипники качения – наиболее распространённые стандартные сборочные единицы. Они являются универсальными узлами, служат опорами вращающихся частей механизмов и машин и работают в условиях преобладающего трения качения, заменяя собой подшипники скольжения.

В общем случае подшипник качения состоит из наружного и внутренних колец, тел качения и сепаратора. По типу тел качения подшипники делятся на шариковые и роликовые (игольчатые, если ролики тонкие и длинные). Подшипники качения изготавливаются централизованно на специальных заводах; обладают полной внешней взаимозаменяемостью по присоединительным поверхностям, определяемым наружным диаметром D_m наружного кольца и внутренним диаметром d_m внутреннего кольца, и неполной внутренней взаимозаменяемостью между телами качения и дорожками качения колец. Полная взаимозаменяемость по присоединительным поверхностям позволяет быстро монтировать и заменять изношенные подшипники качения при сохранении их хорошего качества.

Диаметры наружного кольца D_m и внутреннего кольца d_m приняты соответственно за диаметры основного вала и основного отверстия, а следовательно, посадку соединения наружного кольца с корпусом назначают в системе вала, а посадку соединения внутреннего кольца с валом – в системе отверстия.

Посадку 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.

В зависимости от условий работы подшипникового узла различают следующие виды нагружения колец: местное, циркуляционное и колебательное. Циркуляционное нагружение обычно используется для подвижных колец с небольшим натягом посадочной поверхности. Выбор конкретного поля допуска детали производится по величине интенсивности радиальной нагрузки P_R , определяемой соотношением:

где F_r – радиальная нагрузка на подшипник качения, кН;

b – рабочая ширина посадочного места под подшипник, м;

k₁ – динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки (k₁ = 1 – при умеренных толчках и ударах);

k₂ – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (D/d=1,8 тогда k₂ = 4);

k₃ – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки F_r между телами качения в многорядных подшипниках (k₃ = 1 – для однорядных радиальных и радиально-упорных подшипников)

d = 30 мм – внутренний диаметр подшипника;

D = 55 мм – наружный диаметр подшипника;

B = 13 мм – ширина подшипника;

r = 1,5 мм – ширина фаски кольца подшипника;

b = B – 2r = 13 - 3 = 10 мм = 0,010 м;

F_r = 1,8 кН

По нашему варианту подходит посадка К6. Посадка наружного кольца в корпусе осуществляется по Н7.

Указанные требования к точности геометрических параметров посадочных поверхностей валов и корпусов проставляем на эскизах деталей подшипникового узла.

3. Выбор универсальных средств измерения

Ø38 Н7/e7

Для вала Ø38 e7

1) Головки рычажно-зубчатые с ценой деления 0,002 мм и пределом измерения - 0,01…+0,01 мм, с настройкой по концевым мерам.

Головку (ГОСТ 18883-73) применяют вместо индикатора часового типа при более точных измерениях: цена деления 0,001 и 0,002 мм с пределами измерений соответственно 0,05 и 0,01 мм.

В рычажно-зубчатых головках механизм преобразования перемещения измерительного стержня в угловые перемещения стрелки состоит из рычажных и зубчатых элементов. Измерительный стержень, перемещаясь, поворачивает рычаг, который через опорный штифт вращает зубчатый сектор. Зубчатый сектор, соединяясь с трибом, вращает стрелку, насаженную на его ось. Длину малого плеча рычага регулируют эксцентриком, а положение зубчатого сектора перемещением компенсатора.

1 – измерительный стержень;

2 – отводка;

3 – триб со стрелкой;

4 – зубчатый сектор ;

5 – опорный штифт;

6 – компенсатор;

7 –стопор ободка;

8 – рычаг;

9 – эксцентрик.

Рисунок 3.1 – Рычажно-зубчатая измерительная головка

Для отверстия Ø38 Н7

2) Микроскопы универсальные измерительные при использовании штриховой головки.

Универсальный измерительный микроскоп (УИМ) — семейство универсальных измерительных приборов, предназначенных для измерения линейных и угловых размеров деталей в прямоугольных и полярных координатах (в частности, резьбовых соединений, режущего инструмента, профильных шаблонов, лекал, кулачков, метчиков, резьбонарезных гребенок, диаметров отверстий и др). Встречаются три типа: УИМ-21, УИМ-23, УИМ-29.

Устройство универсального измерительного микроскопа

Конструкция универсального измерительного микроскопа (УИМ-21) предполагает размещение исследуемого объекта на предметном столе каретки продольного перемещения, а головной микроскоп — на каретке поперечного перемещения. Сами перемещения осуществляются путем вращения двух микровинтов. Головной микроскоп оснащен двумя окулярами для контроля линейных и угловых размеров соответственно. Для отсчета перемещения служат стеклянные миллиметровые шкалы продольного и поперечного хода и отсчетные микроскопы со спиральными нониусами. Универсальный измерительный микроскоп оборудован вращающимся столиком для ведения записей результатов измерения.

Рисунок 3.2 – Универсальный измерительный микроскоп