Выбор и расчёт посадок подшипников качения

Исходя из заданных характеристик и условий работы подшипникового узла, дать полную расшифровку обозначения подшипника качения, выбрать его посадки на вал и в корпус. Для выбранных посадок построить схемы расположения полей допусков, рассчитать предельные размеры сопрягаемых деталей, а также табличные зазоры (натяги). Произвести проверку наличия радиального зазора в подшипнике качения после установки его на вал и в корпус.

Определить необходимый и достаточный набор требований к точности геометрических параметров элементов деталей, сопрягаемых с подшипниками качения и обозначить их на эскизах соответствующих деталей.

Подшипник 204. Вид нагружения колец: d – циркуляционное(Ц); D – местное (М). Режим работы – лёгкий (Л).

1) Расшифровка: 0000204

04 – условное обозначения внутреннего диаметра;

внутренний диаметр – 20;

серия диаметров – лёгкая 2;

тип подшипника - (цифра 0) - шариковый радиальный;

конструктивная разновидность (цифра 0) – однорядный;

серия ширин – узкая.

класс точности – 0.

Учитывая то, что требований к точности вращения вала специально не оговорены, но при этом, предполагается высокая скорость его вращения, принимаем его категорию С.

Основные размеры подшипника в соответствии ГОСТ 8338-75:

· номинальный диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника d = 20 мм;

· номинальный диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца D = 47 мм;

· номинальная ширина подшипника B = 14 мм;

· номинальная высота монтажной фаски r = 1.5 мм.

2) Группа зазоров – нормальная (в обозначении не указана). Для данной группы зазоров по ГОСТ 24810-81 «Подшипники качения. Зазоры» определяем предельные размеры теоретических радиальных зазоров подшипника 204 до сборки:

Находим средний зазор в подшипнике:

3) Используя ГОСТ 520-2002 «Подшипника качения. Общие технические условия» определяем для выбранного класса точности подшипника 204, с учетом его номинальных размеров, предельные отклонения диаметров колец подшипника качения:

Предельные размеры посадочных диаметров подшипника 204:

4) По ГОСТ 3325-85 «Подшипники качения. Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов. Посадки» выбираем посадки подшипников качения на вал и в корпус:

По d - , .

Вращающимся элементом в узле является вал, поэтому на внутреннее кольцо подшипника действует циркуляционная нагрузка, и во избежание проскальзывания кольца относительно вала необходимо выбрать посадку с натягом: Æ20

По D -

Наружное кольцо подшипника установлено в корпус неподвижно, испытывает местные нагружения, и поэтому можно выбрать переходную посадку - Æ47

5) По ГОСТ 25346-89 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений» определяем предельные отклонения и рассчитываем предельные размеры вала Æ20 k6 и отверстия корпуса Æ47 Js7:

Æ20 k6:

Значение допуска:

Значение основного (нижнего) отклонения:

Соответственно верхнее отклонение:

Предельные размеры вала:

Наиболее вероятный диаметр:

Æ47 Js7:

Значение допуска:

Значение нижнего отклонения:

Верхнее отклонение:

Предельные размеры отверстия:

Наиболее вероятный диаметр:

6) Определяем предельные натяги (зазоры) в посадке:

Æ20 – посадка с натягом.

Средний натяг:

Допуск посадки:

Æ47 – посадка переходная.

Определяем предельные зазоры и натяги:

Допуск посадки:

7) Производим проверку наличия в подшипнике качения радиального зазора:

Средний натяг –

Соответственно эффективный натяг:

Приведенный внутренний диаметр подшипника рассчитывается как:

Диаметральная деформация беговой дорожки внутреннего кольца:

Зазор в подшипнике качения после посадки:

Расчет показывает, что при наличии посадки по внутреннему диаметру зазор в подшипнике качения после посадки будет положительным, следовательно, посадка выбрана верно.

8) По ГОСТ 20226-82 «Подшипника качения. Заплечики для установки подшипников качения. Размеры» Определяем диаметры заплечиков вала и корпуса:

Для диаметра вала d = 20 мм шариковых подшипников наименьший и наибольший диаметры заплечиков соответственно равны = 25 мм и = 26 мм. Выбираем диаметр заплечиков =25 мм как предпочтительный размер из ряда Ra40.

Для внутреннего диаметра корпуса D =47 мм шариковых подшипников диаметр заплечиков равен = 42 мм, выбираем =42 мм.

Шероховатость посадочных поверхностей, сопрягаемых с кольцами подшипника деталей, зависит от диаметра и класса точности подшипника. По ГОСТ 3325-85 выбираем требования к шероховатости:

· посадочной поверхности вала под кольцо подшипника Rа 1.25;

· посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника Rа 1.25;

· торцовой поверхности заплечики вала Rа 2.5.

· торцовой поверхности заплечики корпуса Rа 2.5

9) В ГОСТ 3325-85 «Подшипники качения. Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов. Посадки» также нормированы требования к форме посадочных поверхностей вала и корпуса, сопрягаемых с кольцами подшипника, и к торцовому биению заплечиков валов и отверстий корпусов.

Из таблицы 4 ГОСТ 3325-85 выбираем значения:

· допуска круглости посадочной поверхности вала под кольцо подшипника 3.5 мкм;

· допуска профиля продольного сечения посадочной поверхности вала под кольцо подшипника 3.5 мкм;

· допуска круглости посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника 6 мкм;

· допуска профиля продольного сечения посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника 6 мкм.

10) Стандарт нормирует также торцовое биение заплечиков валов и отверстий корпусов. Из таблицы 5 ГОСТ 3325-85 выбираем значения:

· допуска торцового биения заплечика вала 21 мкм;

· допуска торцового биения заплечика корпуса 39 мкм.

Допуск торцового биения заплечика вала можно округлить до значения 20 мкм в соответствии с ГОСТ 24643-81.

Допуск торцового биения заплечика корпуса можно округлить до значения 30 мкм в соответствии с ГОСТ 24643-81.

11) Суммарное допустимое отклонение от соосности, вызванное неблагоприятным сочетанием всех видов погрешностей обработки, сборки и деформации подшипников посадочных поверхностей вала и корпуса под действием нагрузок, оценивается допустимым углом взаимного перекоса θ_max между осями внутреннего и наружного колец подшипников качения, смонтированных в подшипниковых узлах. В приложении 7 ГОСТ 3325-85 приведены числовые значения допусков соосности посадочных поверхностей для валов и для корпусов в подшипниковых узлах различных типов при длине посадочного места В₁ = 10 мм (в диаметральном выражении). При другой длине посадочного места B₂ для получения соответствующих допусков соосности следует табличные значения умножить на B₂ /10. Подшипник 204 имеет ширину B₂ = 14 мм и относится к группе радиальных однорядных шариковых. Примем нормальный ряд зазоров. Тогда допуск соосности поверхностей вала составит Т_соосн = 4· В₂ /10 = 4·14/10 = 5.6 мкм; ужесточаем рассчитанный допуск по ГОСТ 24643-81 и принимаем Т_соосн = 5 мкм. Соответственно для поверхностей корпуса Т_соосн = 8· B₂ /10 = 8·14/10=11.2 мкм, ужесточаем рассчитанный допуск по ГОСТ 24643-81 и принимаем Т_соосн = 10 мкм.

12) Схема расположения ролей допусков:

Æ20

Рисунок 5 - Схема расположения полей допусков

Рисунок 6 - Схема расположения полей допусков

Рисунок 7 - Пример обозначения точностных требований к поверхностям вала, сопрягаемым с подшипником качения

Рисунок 8 - Пример обозначения точностных требований

к поверхностям отверстий корпуса, сопрягаемым с подшипником качения.

Поиск по сайту: