По метрологии, стандартизации и сертификации
Исходные данные:
Класс точности подшипника: 6.
№ подшипника: 36213.
Расчетная радиальная реакция опоры: Fr=20000 Н.
Осевая нагрузка на опору: Fa=10000 Н.
Перегрузка до: 300%.
Форма вала: полый.
dотв/d= 0,5.
Натяги в сопряжении вал – зубчатое колесо (по d3): наиб. – 90 мкм; наим. – 35 мкм.
Номинальные размеры: d1=D, d2=d, d3=d-3 мм.
№ Подшипника d D B r r1
36213 65 120 23 2,5 1,2
Решение
Выбор посадок:
Подшипник 36213 – это шариковый радиально-упорный однорядный неразъемный со скосом на наружном кольце (ГОСТ 831-75).
По таблице 14 из [1] находим отклонения посадочных размеров:
d=65-0,012 мм ,
D=130-0,013 мм .
Определяем вид нагружения колец подшипника: так как радиальная сила приложена к валу, который вращается, то наружное кольцо имеет местное нагружение, а внутреннее кольцо – циркуляционное.
1,2,3. а) Выбор посадки для соединения внутреннего кольца подшипника с валом:
При циркуляционном нагружении выбирают посадку с натягом, значение которого рассчитывают из условия таких деформаций колец, при которых посадочный зазор остается положительным. В упрощенном виде этот расчет сводится к вычислению интенсивности нагружения PR:
PR=FrB∙K1∙K2∙K3,
Где Fr – расчетная радиальная сила, действующая на опору, Н;
B – ширина подшипника, мм;
K1 – коэффициент, учитывающий динамические нагрузки;
K2 – коэффициент, учитывающий ослабление посадок при полом вале или тонкостенном корпусе;
K3 – коэффициент, учитывающий влияние осевых сил в случаях применения двухрядных конических роликовых подшипников и сдвоенных шарикоподшипников (в конкретной задаче подшипник шариковый радиально-упорный однорядный, то есть этот коэффициент не рассматривается).
а) для перегрузок до 300% по таблице 16 из [1] находим:
К1=1,8
б) по таблице 17 из [1] для dотвd=0,5 и Dd=1,846 находим:
К2=1,4
в) К3=1, т.к. подшипник однорядный.
По формуле
PR=20000 Н23 мм∙1,8∙1,4∙1,0=2191 Нмм.
Интенсивность нагружения представляет собой распределенную по ширине подшипника радиальную силу. Необходимое поле допуска для посадки подшипника находят по таблице 19 из [1], по значениям PR и диаметра с учетом класса точности подшипника. В посадках подшипников класса 6 применяют поля допусков 6-ого квалитета для валов.
Подходящее поле допуска для вала: n6.
Выбрана посадка
∅65L6n6
Характеристики посадки:
Nmax=51 мкм
Nmin=20 мкм
Nm=15,5 мкм
TN=39 мкм
TN(p)=TD2+Td2=122+192=22,47 мкм
Nmax(p)=Nm+TN(p)2=15,5+22,472=26,735 мкм
Nmin(p)=Nm-TNp2=15,5-22,472=4,265 мкм
1,2,3
. б) Выбор посадки для соединения наружного кольца подшипника с корпусом:
В случае местного нагружения выбор необходимого поля допуска посадки делают по таблице 15 из [1] в зависимости от размера, конструкции корпуса, частоты вращения, уровня перегрузок и класса точности подшипника.
Подходящее поле допуска для отверстия корпуса: H6.
Выбрана посадка
∅120H6l6
Характеристики посадки:
Smax=35 мкм
Smin=0 мкм
Sm=17.5 мкм
TS=35 мкм
TS(p)=TD2+Td2=222+132=25,55 мкм
Smax(p)=Sm+TS(p)2=17,5+25,552=30,275 мкм
Smin(p)=Sm-TSp2=17,5-25,552=4,725 мкм
1,2,3. в) Выбор посадки для соединения крышки с корпусом:
Для легкости сборки крышки с корпусом рекомендуется посадка с гарантированным зазором невысокой точности. Для унифицированных в ряде отраслей крышек подшипников рекомендованы поля допусков предпочтительного применения. Для глухих крышек это d11.
Выбрана посадка
∅120H6d11
Характеристики посадки:
Smax=362 мкм
Smin=120 мкм
Sm=121 мкм
TS=242 мкм
TS(p)=TD2+Td2=222+2202=221 мкм
Smax(p)=Sm+TS(p)2=121+2212=231,5 мкм
Smin(p)=Sm-TSp2=121-2212=10,5 мкм
1,2,3. г) Выбор посадки для соединения распорной втулки с валом:
Если бы распорная втулка сопрягалась с диаметром, отличным от посадочного диаметра подшипника, то следовало бы взять посадку с зазором невысокой точности, предпочтительную в системе отверстия.
В нашем случае распорная втулка надевается на вал, размеры которого определены посадкой подшипника качения. Чтобы обеспечить легкость сборки, необходимо выбрать посадку с зазором 20…30 мкм. Выбираем такое поле допуска отверстия, у которого основное отклонение EI больше, чем верхнее отклонение вала es на 20...30 мкм. Учитывая сказанное, выбираем поле допуска Е8.
Выбрана посадка:
∅65Е8n6
Характеристики посадки:
Smax=86 мкм
Smin=21 мкм
Sm=53,5 мкм
TS=65 мкм
TS(p)=TD2+Td2=462+192=49,77 мкм
Smax(p)=Sm+TS(p)2=53,5 +49,772=78,39 мкм
Smin(p)=Sm-TSp2=53,5 -49,772=28,62 мкм
1,2,3