Расчет подшипника
1. Назначение посадок
для всех сопрягаемых соединений
подшипник посадка натяг допуск
Сопряжение 1-2
-
посадка с зазором («скользящая»), применяется для подвижных соединений.
Сопряжение 2-9
Ø60
- посадка с натягом («прессовая тяжелая»), предназначены для соединений, на
которые воздействуют тяжелые, в том числе динамические нагрузки.
Сопряжение 1-7
- посадка с натягом
(«прессовая средняя»), предназначены для передач в которых применение посадок с
большим натягом недопустимо по условиям прочности деталей.
Сопряжение 3-6
- посадка с зазором.
Посадка для наружного кольца подшипника (по расчетам).
Сопряжение 4-5
- посадка с натягом.
Посадка для внутреннего кольца подшипника (по расчетам).
Сопряжение 9-10
- переходная посадка,
предназначена для установки втулок в корпуса.
Сопряжение 8-9
- посадка с зазором.
Предпочтительная посадка для среднего класса точности.
2. Расчет посадки с
натягом для соединения 2-9
Расчетная схема посадки с натягом
приведена на рис. 1.
Рисунок 1 - Схема
посадки с натягом
Расчет посадки с натягом выполняем с
целью обеспечения прочности соединения, то есть отсутствие смещений сопрягаемых
деталей под действием внешних нагрузок, и прочности сопрягаемых деталей.
Исходные данные для расчета:
внутренний диаметр охватываемой детали 2 d1 = 50 мм, наружный диаметр охватываемой и внутренний диаметр
охватывающей деталей d = 60 мм, наружный диаметр охватывающей детали 9 d2 = 120 мм, длина сопрягаемых поверхностей деталей 2-9 L = 50 мм, крутящий момент МКР
= 500 Н×м.
Материал детали 2 БрОф10-1 с
пределом текучести σт1= 20·107 Н/м2,
модуль упругости.
Е1 = 0,9·1011
Н/м2, коэффициент Пуассона µ1=0,33. Материал
детали 9 Сталь 45Л с пределом текучести Н/м2, модуль
упругости Е1 = 2,1·1011 Н/м2, коэффициент
Пуассона ,
коэффициент трения f = 0,2.
Исходные данные для расчета:
Rad - шероховатость детали 2, RaB=0,32;
RaD - шероховатость детали 9, RaA=0,63;
Ad - коэффициент линейного расширения детали 2, Ad=11×10-6 град-1;
AD - коэффициент линейного расширения детали 9, AD=17,6×10-6 град-1;
Td - рабочая температура детали 2, Td=20°С;
TD - рабочая температура детали 9, TD=20°С;
Gd - предел текучести детали 2, Gd=18·107
Н/м2;
GD - предел текучести детали 9, GD=20·107
Н/м2;
Результаты расчета:
Nmin Р - минимальный расчетный
натяг, Nmin Р=23 мкм;
Nmax Р - максимальный
расчетный натяг, Nmax Р=85 мкм;
По дополнительным условиям
Nmax Т £ Nmax Р, тогда Nmax Р - Nmax Т = Dсб;
Nmin Т ³ Nmin Р, тогда Nmin Т - Nmin Р = Dэ;
определяем посадку Ø60
3. Назначение и расчет
посадки подшипника качения
Схема расположения полей допусков
показана на рисунке 2.
Посадки подшипников качения на вал и
в корпус назначаются в зависимости от типа подшипников, его размеров, условий
эксплуатации и характера действующих нагрузок на кольца.
Расчет внутреннего кольца подшипника
(циркуляционное нагружение)
Исходные данные:
d - внутренний диаметр, d=80 мм;
D - наружный диаметр, D=200 мм;
R - наибольшая радиальная нагрузка на подшипник, R=3800Н;
Рисунок 2 - Схема расположения полей
допусков
N - коэффициент для средней серии, N=2.3;
b - рабочая ширина кольца подшипника, b=50 мм;
Результаты расчета:
[Nmin] - расчетный
минимальный натяг, [Nmin]=12,539 мкм;
[N] - расчетный допустимый натяг, [N]=221,862 мкм;
[dФ] - дополнительный натяг, [dФ]=228,612 мкм;
Выбранная посадка ;
Расчет наружного кольца
подшипника (местное нагружение)
Исходные данные:
D
- наружный диаметр, D=200 мм;
По таблице назначаю
посадку для
нормального режима работы.
4. Расчет исполнительных
размеров калибров гладкого цилиндрического соединения
При расчете будут использованы
следующие обозначения размеров и допусков (в соответствии с ГОСТ 24853-81):
D - номинальный размер изделия, D=60 мм;
Dmin - минимальный предельный размер изделия (вал - 60,053 мм,
отверстие - 60 мм);
Dmax - максимальный предельный размер изделия (вал - 60,083 мм,
отверстие - 60,030 мм);
Т - допуск изделия (вал - 30 мкм,
отверстие - 30 мкм);
Н - допуск на изготовление калибров,
Н= 5 мкм;
Н1 - допуск на
изготовление калибров для вала, Н1= 5 мкм;
НР - допуск на
изготовление контрольного калибра для скобы, НР=2 мкм;
Z1 - отклонение середины
поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно
наибольшего предельного размера изделия, Z1= 4 мкм;
Y - допустимый выход размера изношенного проходного калибра для
отверстия за границу поля допуска изделия, Y= 3 мкм;
Y1 - допустимый выход
размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска
изделия, Y1= 3 мкм.
Определяем рабочий калибр для
отверстия
Проходная сторона новая:
размер мм,
допуск мкм.
Проходная сторона
изношенная: размер мм,
Непроходная сторона:
размер мм,
допуск мкм.
Определяем рабочий
калибр для вала
Проходная сторона новая:
размер мм,
допуск мкм.
Проходная сторона
изношенная: размер мм,
Непроходная сторона:
размер мм,
допуск мкм.
Определяем контрольный калибр
для вала
Проходная сторона новая:
размер мм,
допуск мкм.
Проходная сторона
изношенная: размер мм,
допуск мкм,
Непроходная сторона:
размер ,
допуск мкм.
5. Расчет рабочих
калибров для резьбовой детали 9 соединения 8-9
Для резьбового соединения схема расположения полей допусков показана на рисунке 3.
Определяем основные размеры резьбы
по ГОСТ 24705-81:
наружный диаметр d (D) = 30 мм;
средний диаметр d2(D2) = 27,727 мм;
внутренний диаметр d1(D1) = 27,624 мм;
шаг резьбы Р=3,5 мм.
Рисунок 3 - Схема расположения полей
допусков резьбового соединения
Расчет рабочего калибра-пробки для
наружной резьбы детали 9
Определяем предельные отклонения
диаметров резьбы по ГОСТ 16093-81 ([2] с. 153 табл. 4.29):
нижнее отклонение D, D2, D1 EI = 0 мкм;
верхнее отклонение D2 ESD2 = -53 мкм;
верхнее отклонение D1 ESD1 = -478 мкм.
Исполнительные размеры резьбовых
калибров-пробок (в мм)
Диаметр = 30.000
Средний диаметр = 27.727
Внутренний диаметр = 26.211
Шаг резьбы = 3.50
Степень точности, основное
отклонение 6H
ПР
Наружный диаметр = 30.0300
Допуск = -0.028
Средний диаметр = 27.7497
Допуск = -0.014
Износ рабочего калибра = 27.7217
Внутренний диаметр = 26.2111
Внутренний диаметр по канавке, не
более 25.7071
Ширина канавки = 0.875
Радиус канавки = 0.504
Допуск угла = 9
Допуск шага = 6
НЕ
Наружный диаметр = 28.7277
Допуск = -0.028
Средний диаметр = 28.0207
Допуск = -0.014
Износ рабочего калибра = 27.9987
Внутренний диаметр = 26.2111
Внутренний диаметр по канавке =
25.7071
Ширина канавки = 1.10
Допуск на B3 = 0.08
Радиус канавки = 0.504
Допуск угла =12
Допуск шага = 4.
6. Расчет размерной цепи
А
На рисунке 4 показана размерная
цепь. Для размерной цепи даны номинальные значения составляющих звеньев А1
=5 мм, А2 = 211 мм, А3 = 5 мм, А4 = 200 мм,
замыкающее звено по служебному назначению устройства требуется, чтобы он был
выдержан в пределах мм.
Размерную цепь решаем методом одного
квалитета ([2] с. 22) по ГОСТ 16320-80.
Рисунок 4 - Схема размерной цепи А
В данной задаче исходным
звеном является зазор .
Предельные размеры замыкающего звена мм и мм.
В схеме размерной цепи уменьшающими звеньями являются звенья А3 и А1,
остальные звенья цепи - увеличивающие.
.
Производим вычисления
размера
Рассчитываем допуски
составляющих звеньев по способу одной степени точности. Определяем среднее
число единиц составляющих размеров
, (6.1)
где среднее
число единиц составляющих размеров;
допуск замыкающего
звена, ;
i
- значение единицы допуска([4] c.
20), мкм.
Находим, что такому
числу единиц допуска соответствует примерно 13 квалитету в ЕСПД ([1] с. 45
табл. 1.8). Принимаем допуски составляющих звеньев с учетом степени сложности
изготовления: Т1 =0,14 мм, Т2 = 0,72 мм, Т3 =
0,14 мм, Т = 0,12 мм.
Проведем проверку
правильности выбора квалитета
Подставляя ранее
найденные значения получим
Для обеспечения
равенства допусков выбираем в качестве увязочного звена, звено А4 и
округляем для него отношение:
Таким образом, получаем
что
,
звено А4= 199
мм.
Произведем проверку:
7. Схема контроля
технических требований к детали 6
Контроль радиального
биения осуществляется при помощи измерительных головок при базировании вала в
центрах и повороте его на 3600. На результаты измерения влияет
отклонение от круглости проверяемого сечения. Контроль торцевого биения
производят на заданном диаметре торцевой поверхности.
На рисунке 6 изображена
схема контроля торцевого биения и отклонение формы цилиндрических поверхностей,
в которую входит: 1 - проверяемая деталь, 2 - измерительная головка для
измерения отклонение формы цилиндрических поверхностей.
В таблице 7.1 приведены
приборы для контроля размеров и параметров контролируемой детали.
Рисунок 6 - Схема
контроля радиального и торцевого биений
Таблица 7.1 - Приборы
для контроля размеров и параметров
Контролируемый размер и параметры
|
Вид
|
Средство измерения
|
250
|
диаметр
|
Скоба рычажная СР-50 (ц. д. 0,002 мм)
|
|
шероховатость
|
Профилограф-профилометр 252
|
Список литературы
1) Полей, М.А. Допуски и посадки: Справочник/ М.А. Полей, В.Д.
Мягков, А.Б. Романов, В.А. Брагинский; - Л.: Машиностроение, 1982. 573 с. Ч. 1.
2) Полей, М.А. Допуски и посадки: Справочник/ М.А. Полей,
В.Д. Мягков, А.Б. Романов, В.А. Брагинский; - Л.: Машиностроение, 1982. 573 с.
Ч. 2.ГОСТ 24853-81 «Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски».
) Якушев, А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и
технические измерения: Учебник для вузов./ Якушев, А.И., Воронцов Л.И., Федотов
И.Н. - М.: Машиностроение, 1987. 352 с.
) ГОСТ 24853-81 «Калибры гладкие для размеров до 500 мм.
Допуски».
) Бойков, Ф.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и
технические измерения: Учеб. пособие для выполнения курсовой работы./ Бойков
Ф.И., Серадская И.В. и др. - ЧПИ, 1987. 93 с.