Расчет и выбор посадок для колец подшипника
1. РАСЧЕТ И ВЫБОР ПОСАДОК ДЛЯ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКА
5-511 НА ВАЛ И В КОРПУС
.1 Определение основных размеров подшипника и
предельных отклонений на присоединительные размеры
По табл. 6 [1] определяем основные размеры колец
подшипника, определив dm
= 55 мм, для серии диаметров 5 и серии ширин нулевой Dm
= 100 мм; В = 21 мм; r
= 1,5 мм.
По табл. 2 с. 279 [2] находим предельные
отклонения среднего диаметра отверстия внутреннего кольца подшипника dm
= 55мм (ES = 0, ЕI
= -9). Поле допуска на внутренний диаметр внутреннего кольца Ø
55 L5(-0,009).
Предельные отклонения на наружный диаметр
наружного кольца подшипникаDm
= 100 мм (es = 0, ei
= -10), тогда поле допуска наружного кольца подшипника Ø
100
l5 (-0,010).
.2 Расчет и выбор посадки внутреннего кольца
подшипника на вал и расчет радиального посадочного зазора
Пользуясь формулой [3], рассчитываем
интенсивность радиальной нагрузки Pr на посадочной поверхности
вращающегося циркуляционно-нагруженного внутреннего кольца
PR=R
∙
k1
∙ k2
∙ 103/B-2
∙ r=2,85 ∙ 103
∙ 1,8 ∙ 1/21-2 ∙ 2,5=320,6 кН
Где
R-радиальная
нагрузка на опору, R = 2,85 кН;
В - ширина кольца подшипника, В = 21 мм; г - радиус монтажных фасок, r
= 1,5 мм ;
k1
- динамический коэффициент посадки, по табл. П5 [3] k1=l,8;
k2
- коэффициент учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале,
т.к. вал сплошной, k2=1.
По табл. 7 с. 46 [2] и П 7[3]
выбираем поле допуска вала d = 55 ) образующее с полем допуска
отверстия внутреннего кольца подшипника посадку Ø 55 с натягом
Пользуясь формулой [3] определяем наличие
посадочного радиального зазора Gr`при
наибольшем и наименьшим натягах.
Nmin = ei - ES = 2 - 0 = 2 мкм.=
es - EI = 15 - (-9) = 24 мкм.
Определяем наличие посадочного радиального
зазора Gr`.
По табл. П8 [3] находим начальные радиальные
зазоры
Gr’= Grm-d1
и рассчитываем средний начальный зазор Grm:
Grm = 0,5 ∙ (Gr min + Gr max )
= 0,5 ∙ ( 8 + 28 ) = 18 мкм.
Устанавливаем значение эффективного посадочного
натяга:
Nd = 0,85 ∙
Nmax = 0,8 ∙ 24 =
19,2 мкм,
приведенного наружного диаметра внутреннего
кольца:
d1
= d+(D-d)/4
= 55+(100-55)/4 = 66,25 мм
и диаметральной деформации его дорожки качения:
Δd1=N
∙
d/d1=
19,2 ∙ 55/66,25 = 15,94 мкм.
Тогда Gr`
= 18 - 15,94 = 2,06 мкм и, следовательно, при намеченной посадке после
установки подшипника на вал в нем сохраняется зазор, который является
посадочным радиальным зазором.
.3 Определение посадки наружного кольца
подшипника в корпус
Для посадки не вращающегося кольца подшипника,
воспринимающего местное нагружение выбираем по табл. П 3 [3] и табл. 7 с. 47
[2] поле допуска отверстия в неразъемном корпусе Ø
D 100 H7
(+0,035), образующие с полем допуска наружного кольца Ø
d 100 l5
(-0,010) подвижную посадку
Ø100 с зазорами:
Smin = Ei
- es = 0 - 0 = 0 мкм.
Smax = ES - ei = 35 - (-10) = 45 мкм.=
Em - em = 17,5 - (-5) = 22,5 мкм.
На чертеже СамГТУ 120200.062.70 2.01 изображаем
эскиз узла подшипника 5 - 511 и присоединительных деталей.
На чертеже СамГТУ 120200.062.70 2.02 изображаем
схему полей допусков посадки Ø
55L5/k5.
На чертеже СамГТУ 120200.062.70 2.03 изображаем
схему полей допусков посадки Ø
100 H7/l5.
2. РАСЧЕТ ПОСАДКИ С ЗАЗОРОМ МЕТОДОМ MAX
- MIN
.1 Определение квалитета
Рассчитаем коэффициент точности посадки ап
по формуле [3]
ап = аD + ad
= ,
где аD и ad -
коэффициенты точности отверстия и вала;
- допуск посадки,
= S max - S min = 282 - 120 = 162 =
(aD + ad)i мкм;
i-единица допуска, по табл. П1
[3] i=2,17 мкм;
Тогда aп
= (aD + ad) = 162 / 2,17 = 74,65
По табл. П2 [3] сравниваем апр
с ап и определяем квалитеты вала и отверстия
ап=
аD
+
ad = 10 + 64 = 74 ≈ 74,65
Тогда ТD
=
IT10, Td = IT6.
По табл.4 с.33 [2] находим значение
допусков для вала и отверстия
ТD =
IT10 = 140 мкм,d
= IT6 = 22 мкм.
2.2 Расчёт предельных отклонений
отверстия и основного вала
Используя (рис. 2.1) и определение
системы вала, имеем es = 0. Тогда из формулы Td = es - ei находим
ei = es - Td = 0 - 22 =
-22 мкм.
Из формулы S min = EI - es находим
EI = S min + es = 120 + 0 =
120 мкм
а из формулы S max = ES - ei находим
ES = S max + ei = 282 +
(-22) = 260 мкм
.3 Выбор поля допуска отверстия и
вала и определение посадки.
Из табл. 12, с.87 [2] по найденным
отклонениям, по номинальному диаметру и квалитету выбираем поле допуска
основного вала 100 h7 (-0,035), поле допуска отверстия известно из первого
задания 100 H7 (+0,035),которые образуют посадку
Ø 100 , характеризующуюся зазоромmin = EI
- es = 0 - 0 = 0 мкм;
S max = ES -
ei = 35 - (-35) = 70 мкм.
3. РАСЧЕТ ПРЕДЕЛЬНЫХ ДИАМЕТРОВ И
ДОПУСКОВ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ М24Х1,5-6H7H/8G
.1 Из табл.2 с. 350[2] для резьбы
М24 с шагом Р = 1,5 мм выписываем номинальные диаметры
наружный D(d) = 24 мм
средний D2(d2)
= 23,026 мм
внутренний D1(d1)
= 22,376 мм
Из табл. 6 с.369[2] находим
предельные отклонения диаметров резьб болтаМ24×1,5 - 8g
для d,d2,d1 es
= -32
для d2 eid2 =
-268 мкм = -0,268 мм
для d eid = -407 мкм = -0,407 мм
для d1 eid1 -
не устанавливается
Предельные отклонения диаметров
гайки M24×1,5
- 6H7H табл.10
с.377 [2]
для D2 ESD2 =
+200 мкм = +0,200 мм
для D1 ESD1 =
+375 мкм = +0,375 мм
для D ESD - не
устанавливается
.2 Определение допусков и предельных
диаметров резьбы болта и гайки
Предельные диаметры и допуски
размеров для болта рассчитываются по формулам.
Для болта:
d max = d + esd = 24 +
(-0,032) = 23,968 мм
d min = d + eid = 24 +
(-0,407) = 23,593 ммd
=
d max - d min = 23,968 - 23,593 = 0,375 мм2
max = d2 + esd2 = 23,026 + (-0,032) = 22,994 мм2
min = d2 + eid2 = 23,026 + (-0,268) = 22,758 мм2
=
d2 max - d2 min = 22,994 - 22,758 = 0,236 мм1
max = d1 + es = 22,376 +
(-0,032) = 22,344 мм
d1 min - не
устанавливается.
Предельные
диаметры и допуски резьбы гайки рассчитываются по формулам:max-не
устанавливается
D min = D + EI = 24 + 0 =
24 мм
D2 max = D2 +
ES = 23,026 + 0,200 = 23,200 мм2
min = D2 + EI = 23,026 + 0 = 23,026 ммD2
=
D2 max - D2 min = 23,200 - 23,026 = 0,174 мм1
max = D1 + ES = 22,376 + 0,375 = 22,751 мм1
min
= D1 + EI = 22,376 + 0 = 22,376 ммD1 =
D1 max - D1 min = 22,751 - 22,376 = 0,375 мм.
4.
Назначение посадки шпоночного соединения
подшипник посадка допуск
Размеры
шпонки: 18 Х12 Х (50-200)
.1
Из таблицы П.12 [1] для нормального соединения с диаметром d = 60 мм, находим
поля допусков
На
ширину шпонки 18 h9 es = 0 , ei = -0,043 мкм .
На
ширину паза вала 18 N9 ES = 0 , EI = -0,043 мкм .
На
ширину паза во втулке 18 Js9 ES = +0,021 мкм , EI =
-0,021 мкм .
Посадка
шпонки в паз втулки: 18 Js9/h9
Smin = EI - es =
-21 - 0 = -21 мкм;
Smax = ES - ei =
21 + 43 = 64 мкм;
Nmax = es - EI =
0 + 21 = 21 мкм;
Sm = Em - em =
21 - (-21,5) = 0,5 мкм;
em =
0,5(es+ei) = -21,5 мкм;
Em =
0,5(ES+EI) = 21 мкм.
Посадка
шпонки в паз вала: 8N9/h9
Smax = ES - ei =
0 + 43 = 43 мкм;
Sm = Em - em =
-21,5 - (-21,5) = 0;
em =
0,5(es+ei) = -21,5 мкм;
Em =
0,5(ES+EI) = -21,5 мкм.
5. Расчёт допусков размеров размерной цепи
a = ≈ 223 => IT 133
= 170,27 TAΔ ном
= 178-26-21-17-21-26-65 = 2 мм5
= 260,33 TAΔ =
0,012+0,012+0,16+0,27+0,27+0,63+0,27 = 1,624 мм6
= 178-0,637 = 260,33
АΔ=1±0,5мм;
2(-1,6)
А1=15-0,012мм; 21(-0,012)
А2=34h11мм;
65h11
А3=12мм; 17
А4=15-0,012мм; 21(-0,012)
А5=12мм; 26
А6=101мм; 178
А7=12мм. 26
ТАΔ =
ЕSAΔ
-
EIΔ
TAΔ
=
0 + 1,6 = 1,6 мкм;
TA1
=
0 + 0,012 = 0,012 мкм;
TA2
=
0 + 0,16 = 0,16 мкм;
TA4
=
0 + 0,012 = 0,012 мкм;
a = TAΔ
- TA1 - TA3 -
TA6 / ΣIi
= 1,6 - 0,012 - 0,16 - 0,012 / 1,08
+ 1,31 + 2,52
+ 1,31 = 1,416/6,22 = 0,228 * 103
= 228= 228 => IT = 13A3=170,27; TA5=260,27;
TA7=260,27 TA6= 1781,0 ; (IT=14)Δ
= 0,012+0,012+0,16+0,27+0,27+1+0,27 = 1,994 мм
При ТА6 (IT=14)
TA6=1+0,006 = 1,006Δ
= 0,012+0,012+0,16+0,27+0,27+1,006+0,27 = 2 мм
1=21-0,012; A2=65h11;
A3=17+0,27; A4=15-0,012;A5=26+0,27;
A6=178+1,006; 7=26+0,27
∑ESAi-∑iAi=100,6
- (-120 - 160 - 0 - 120 - 0 - 0) = 600,6 мкм
∑EiAi-∑ESAi
= 0 - (0 - 0 - 270 - 0 + 270 - 0) = 0мкм
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1
ГОСТ
3478 - 79. Подшипники качения. Основные размеры.
2
М.
Белкин. Допуски и посадки: Учебное пособие. - М.: Машиностроение , 1992- 528с.
3
С.Я.
Сагалович. Методическое руководство к курсовой работе и практическим занятиям
по учебной дисциплине Взаимозаменяемость , стандартизация и технические
измерения - Самара : СамГТУ , 1995 - 46с.