Детали машин и основы конструирования (110
..pdfМинистерство сельского хозяйства РФ ФГБОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия»
Кафедра «Механика и инженерная графика»
А. Н. Андреев, Э. Н. Савельева, С. В. Сафонов
ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ
Методические указания для выполнения раздела курсового проекта
для студентов, обучающихся по направлениям 110800.62 «Агроинженерия» и 190600.62 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»
Кинель РИЦ СГСХА
2012
1
УДК 539.417
ББК 34.42я73
A-85
Андреев, А. Н.
A-85 Детали машин и основы конструирования : методические указания для выполнения раздела курсового проекта / А. Н. Андреев, Э. Н. Савельева, С. В. Сафонов. – Кинель : РИЦ СГСХА, 2012. – 42 с.
В методических указаниях изложены рекомендации по подбору подшипников качения при выполнении раздела курсового проекта по дисциплине «Детали машин и основы конструирования», а так же издание может быть использовано для выполнения дипломных проектов.
Методические указания предназначены для студентов очного и заочного отделений, обучающихся по направлениям 110800 «Агро - инженерия» и 190600 «Эксплуатация транспортно -технологических машин и комплексов».
©ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА, 2012
©Андреев А. Н, Савельева Э. Н., Сафонов С. В., 2012
2
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Предисловие……………………………………………….. |
4 |
1. Система условных обозначений………….………………. |
5 |
1.1 Основное условное обозначение………………...… |
5 |
1.2Дополнительные условные обозначения……......... 9
2.Выбор подшипников по динамической
грузоподъемности…………………………………………. 11
2.1Динамическая грузоподъемность……….…………. 11
2.2 |
Данные, необходимые для подбора подшипников.. |
12 |
2.3 |
Долговечность подшипника…………..…………..... |
13 |
2.4 |
Эквивалентная нагрузка……………………….…… |
14 |
2.5 |
Расчет эквивалентной нагрузки при постоянном |
14 |
|
режиме……………………………………………..… |
|
2.6 |
Расчет эквивалентной нагрузки при переменных |
21 |
|
режимах……………………………………………... |
|
2.7 |
Определение долговечности подшипника………... |
22 |
2.8 |
Определение динамической грузоподъемности.…. |
22 |
3. Рекомендуемый порядок расчета при выборе |
22 |
|
подшипников по динамической грузоподъемности….…. |
|
3.1Для радиальных подшипников качения………...…. 22
3.2Для радиально-упорных подшипников………..…... 25
4. |
Выбор подшипников по статической грузоподъемности. |
26 |
|
|
4.1 |
Статическая грузоподъемность………………….… |
26 |
|
4.2 |
Данные, необходимые для выбора подшипников.... |
26 |
|
4.3 |
Эквивалентная статическая нагрузка…………….... |
27 |
5. |
Выбор смазки подшипников……………………………… |
28 |
|
6. |
Выбор уплотнений для подшипниковых узлов…….……. |
31 |
|
7. |
Пример подбора подшипников по динамической |
31 |
|
|
грузоподъемности……...…………………………...……... |
|
|
Приложения………………..……………………………......... |
35 |
||
Рекомендуемая литература…………………………….......... |
41 |
3
ПРЕДИСЛОВИЕ
Подавляющее большинство машин и механизмов содержат подшипники качения. При проектировании машин и механизмов конструктор сталкивается со следующей задачей: обеспечить возможность работы подшипникового узла в течение требуемого срока службы при минимальных его габаритных размерах.
При проектировании подшипникового узла конструктор должен учитывать следующее:
1)выбранный тип подшипника должен соответствовать действующей на узел нагрузке и частоте вращения;
2)конструкция узла должна обеспечивать надлежащее смазывание подшипника и его защиту от попадания инородных частиц и воды;
3)удобство монтажа подшипника и демонтажа при его
замене;
4)посадочные места подшипников должны быть соосными и не вызывать перекосов подшипников в узле.
Так же должны быть учтены и другие требования,
предъявляемые к конкретным конструкциям, такие как габаритные размеры узла и стоимость.
Цель издания – помочь студентам инженерного факультета очного и заочного обучения выполнять расчетно-графические работы, курсовые и дипломные проекты.
В данном издании кратко, но вполне достаточно для решения задач изложена современная методика расчетов подшипников качения на статическую и динамическую грузоподъемность; приведен необходимый справочный материал, представляющий собой выдержки из соответствующих ГОСТов.
4
1 СИСТЕМА УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
Система основных обозначений подшипников в России регламентирована ГОСТ 3189–89. Обозначение может состоять из основного и двух дополнительных. В основном обозначении кодируются сведения о размерах подшипника, его типе и конструктивном исполнении. В дополнительном обозначении, стоящем перед основным, кодируются данные о классе точности, внутреннем зазоре и моменте трения подшипника. В дополнительном обозначении, расположенном после основного, кодируется данные о материале деталей подшипника, специальные технические требования, о виде смазочного материала и т.д.
1.1Основное условное обозначение
Восновное обозначение подшипника качения входят семь
цифр, порядок расположения цифр – справа налево. Нули, стоящие левее последней значащей цифры, не проставляют. В этом случае число цифр в условном обозначении меньше семи, например 7208.
Две первые цифры справа образуют число (рис. 1), которое обозначает диаметр d отверстия внутреннего кольца подшипника. Для подшипников с d = 20…495 мм внутренний диаметр определяют умножением этого числа на 5. Так, подшипник 7208 имеет d = 40 мм.
Обозначения внутренних диаметров, не входящих в этот диапазон, см. ГОСТ 3189–89 «Подшипники шариковые и роликовые. Система условных обозначений».
ХХХ Х Х ХХ
внутренний диаметр подшипника
серия диаметров
тип подшипника
конструктивная разновидность серия ширины
Рис. 1. Расположение цифр в основном условном обозначении подшипников с внутренним диаметром от 10 до 500 мм
5
(исключая подшипники с внутренним диаметром 22, 28, 32 и 500)
Таблица 1 Соответствие внутренних диаметров подшипника
от 10 до 20 мм основному обозначению
Внутренний диаметр подшипника, мм |
Обозначение |
10 |
00 |
12 |
01 |
15 |
02 |
17 |
03 |
Третья цифра справа (рис. 1) обозначает серию диаметров и
совместно с седьмой цифрой, обозначающей серию ширин,
определяет размерную серию подшипника. Так, подшипник 7208 – легкой серии диаметров 2.
|
|
|
Таблица 2 |
Обозначение серии подшипников ГОСТ 3189–89 |
|||
Серия |
Серия ширины |
Обозначение серии |
|
диаметра |
|
3-я цифра |
7-я цифра |
1 |
2 |
3 |
4 |
Сверхлегкая |
Узкая |
8 |
7 |
8 |
Нормальная |
|
1 |
|
Широкая |
|
2 |
|
Особо широкая |
8 |
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
6 |
9 |
|
|
|
Узкая |
9 |
7 |
|
|
Нормальная |
|
1 |
|
Широкая |
|
2 |
|
|
|
|
|
Особо широкая |
9 |
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
Особо |
Узкая |
1 |
7 |
легкая |
Нормальная |
|
0 |
1 |
Широкая |
|
2 |
|
Особо широкая |
1 |
3 |
|
|
|
4 |
7 |
Узкая |
|
5 |
|
Нормальная |
|
6 |
|
Широкая |
7 |
7 |
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
Особо широкая |
7 |
3 |
|
|
|
|
6
|
|
|
Окончание таблицы 2 |
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
Легкая |
Особо узкая |
2 |
8 |
2 или 5* |
Узкая |
2 |
0 |
|
Нормальная |
2 |
1 |
|
Широкая |
5 |
0 |
|
Особо широкая |
2 |
3 |
|
|
|
4 |
Средняя |
Особо узкая |
3 |
8 |
3 или 6* |
Узкая |
3 |
0 |
|
Нормальная |
3 |
1 |
|
Широкая |
6 |
0 |
|
Особо широкая |
3 |
3 |
Тяжелая |
Узкая |
4 |
0 |
4 |
Широкая |
4 |
2 |
Нормальный |
Неопределенная |
9 |
0 |
внутренний |
|
|
|
диаметр 9 |
|
|
|
Примечание. * Характеризует серию по диаметру и ширине. Подшипники неопределенных серий имеют в условном обозначении не более шести знаков.
Таблица 3 Обозначение серий, ширин и высот* по ГОСТ 3478–79
и рекомендациям ИСО
Серия по |
ГОСТ |
|
ИСО |
Серия по |
ГОСТ |
ИСО |
|
ширине |
3478 |
|
ширине |
3478 |
|||
|
|
|
|
||||
1 |
2 |
|
3 |
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Радиальные и радиально-упорные |
Тяжелая серия диаметров |
|
|
||||
Сверхлегкая серия диаметров 8 и 9 |
|
|
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Узкая |
7 |
|
0 |
Узкая |
0 |
|
0 |
|
Широкая |
2 |
|
2 |
|||
Нормальная |
1 |
|
1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|||
Широкая |
2 |
|
2 |
Упорные |
|
|
|
Особо широкая |
3;4;5;6 |
|
3;4;5;6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
Особо легкая серия диаметров 1 |
|
Особо легкая серия диаметров 9 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Узкая |
7 |
|
0 |
Особо низкая |
7 |
|
7 |
Нормальная |
0 |
|
1 |
|
|||
|
Низкая |
9 |
|
9 |
|||
Широкая |
2 |
|
2 |
|
|||
|
Нормальная |
1 |
|
1 |
|||
Особо широкая |
3;4;5;6 |
|
3;4;5;6 |
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Особо легкая серия диаметров 7 |
|
Особо легкая серия диаметров 1 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Узкая |
7 |
|
0 |
Особо низкая |
7 |
|
7 |
Нормальная |
1 |
|
1 |
Низкая |
9 |
|
9 |
Широкая |
2 |
|
2 |
Нормальная |
0 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7
Окончание таблицы 3
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
|
3 |
Особо широкая |
3;4 |
3;4 |
Легкая серия диаметров |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Особо низкая |
7 |
|
7 |
Легкая серия диаметров |
|
Низкая |
9 |
|
9 |
|
|
|
|
Нормальная |
0 |
|
1 |
Особо узкая |
8 |
8 |
Тяжелая серия диаметров |
|
||
Узкая |
0 |
0 |
|
|||
|
|
|
|
|||
Нормальная |
1 |
1 |
|
|
|
|
Особо низкая |
7 |
|
7 |
|||
Широкая |
0 |
2 |
|
|||
Низкая |
9 |
|
9 |
|||
Особо широкая |
3;4 |
3;4 |
|
|||
Нормальная |
0 |
|
1 |
|||
|
|
|
|
|||
Средняя серия диаметров |
|
Особо тяжелая серия диаметров |
|
|||
Особо узкая |
8 |
8 |
|
|
|
|
Узкая |
0 |
0 |
|
|
|
|
Нормальная |
1 |
1 |
Низкая |
9 |
|
9 |
Широкая |
0 |
2 |
|
|
|
|
Особо широкая |
3 |
3 |
|
|
|
|
Примечание. * Для упорных подшипников.
Четвертая цифра справа (рис. 1) обозначает тип подшипника.
Приведенный для примера подшипник 7208 является роликовым коническим.
|
|
|
Таблица 4 |
|
Обозначение типа подшипника |
|
|
|
|
|
|
|
Тип подшипника |
|
Обозначение |
|
|
|
|
Шариковый радиальный |
|
0 |
|
|
|
|
|
Шариковый радиальный сферический |
|
1 |
|
|
|
|
|
Роликовый |
радиальный с короткими |
цилиндрическими |
2 |
роликами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Роликовый радиальный со сферическими роликами |
3 |
||
Роликовый |
радиальный с длинными |
цилиндрическими |
4 |
роликами (игольчатыми) |
|
||
|
|
||
|
|
||
Роликовый радиальный с витыми роликами |
5 |
||
|
|
|
|
Шариковый радиально-упорный |
|
6 |
|
|
|
|
|
Роликовый конический |
|
7 |
|
|
|
||
Шариковый упорный, шариковый упорно-радиальный |
8 |
||
|
|
||
Роликовый упорный, роликовый упорно-радиальный |
9 |
||
|
|
|
|
Пятая или пятая и шестая цифры справа (рис. 1)
обозначают конструктивную разновидность подшипников (значение номинального угла контакта в радиально-упорных
8
подшипниках, наличие уплотнений, защитных шайб или канавки на наружном кольце под упорное кольцо и др.).
Седьмая цифра справа обозначает серию по ширине и совместно с третьей цифрой, обозначающей серию диаметров, определяет размерную серию подшипника. В порядке увеличения ширины подшипника (при одних и тех же наружном и внутреннем диаметрах) серии ширин бывают: 0, 1, 2, 3 и др.
1.2 Дополнительные условные обозначения
Дополнительное условное обозначение , расположенное левее основного. К числу дополнительных знаков,
располагающихся левее основных, относятся класс точности, радиальный зазор, момент трения.
Классы точности. В порядке возрастания точности обозначают цифрами: 0 – нормальный; 6 – повышенный; 5 – высокий; 4 – прецизионный; 2 – сверхпрецизионный. Знак точности отделяют от основных знаков дефисом. Кроме того применяют дополнительные классы точности 7 и 8 ниже класса точности 0.
Левее цифры класса точности даются цифры, обозначающие радиальный зазор и момент трения.
Дополнительное условное обозначение, проставляемое справа от основного. К этому дополнительному обозначению относятся обозначения материалов деталей подшипника, конструктивных изменений, специальных технических требований, температуры отпуска колец, вида смазочного материала, шумности работы (табл. 5-7).
Таблица 5 Обозначение температуры отпуска колец из стали ШХ15
Обозначение |
Температура |
Обозначение |
Температура |
отпуска, 0С |
отпуска, 0С |
||
1 |
2 |
1 |
2 |
|
|
|
|
Т |
200 |
Т3 |
300 |
|
|
|
|
Т1 |
225 |
Т4 |
350 |
|
|
|
|
Т2 |
250 |
Т5 |
400 |
|
|
|
|
9
Таблица 6 Дополнительные обозначения, проставляемые справа
от основного обозначения
Значение дополнительного |
|
|
|
Исполнение |
|||||
|
|
обозначения |
|
|
|
первое |
последующее |
||
Все детали |
подшипников или |
часть |
Ю |
Ю1, Ю2, и т.д. |
|||||
деталей из коррозионно-стойкой стали |
|||||||||
|
|
||||||||
Кольца |
и тела качения |
или только |
Х |
Х1, Х2, Х3 и т.д. |
|||||
кольца из цементуемой стали |
|
|
|||||||
|
|
|
|
||||||
Детали |
подшипника |
из |
теплостойких |
Р |
Р1, Р2, Р3 и т.д. |
||||
сталей |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Детали |
подшипников |
из |
редко |
Я |
Я1, Я2, Я3 и т.д. |
||||
применяемых материалов |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||
М атериал сепараторов: |
|
|
|
|
|
||||
|
черные металлы |
|
|
Г |
Г1, Г2, Г3 и т.д. |
||||
|
безоловянистая бронза |
|
Б |
Б1, Б2, Б3 и т.д. |
|||||
|
алюминиевый сплав |
|
|
Д |
Д1, Д2, Д3 и т.д. |
||||
|
латунь |
|
|
|
|
Л |
Л1, Л2, Л3 и т.д. |
||
|
пластический материал |
|
Е |
Е1, Е2, Е3 и т.д. |
|||||
Конструктивные изменения |
|
|
К |
К1, К2, К3 и т.д. |
|||||
Специальные технические требования |
У |
У1, У2, У3 и т.д. |
|||||||
Специальные |
требования |
|
к |
|
|
||||
температуре |
отпуска |
деталей |
и |
Т |
Т1, Т2, Т3 и т.д. |
||||
механическим свойствам |
|
|
|
|
|
||||
Вид |
смазочного |
материала |
|
для |
С |
С1, С2, С3 и т.д. |
|||
подшипников закрытого типа |
|
|
|||||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
Специальные |
требования |
|
по |
Ш |
Ш1, Ш2, Ш3 и т.д. |
||||
шумности работы |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7 |
|
Код смазочного материала в обозначении подшипника |
||||
|
закрытого типа |
|
||
Смазочный материал |
Код |
Смазочный материал |
Код |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
1 |
2 |
|
ОКБ 122-7 |
С1 |
ВНМ ИНП-207 |
С15 |
|
|
|
|
|
|
ЦИАТИМ -221 |
С2 |
ВНИИНП-246 |
С16 |
|
ВНИИНП-210 |
С3 |
Литол-24 |
С17 |
|
|
|
|
|
|
ЦИАТИМ -221С |
С4 |
ВНИИНП-233 |
С18 |
|
|
|
|
|
|
ЦИАТИМ -202 |
С5 |
ВНИИНП-286 |
С19 |
|
|
|
|
|
|
ПФМ С-4С |
С6 |
ВНИИНП-274 |
С20 |
|
|
|
|
|
|
ВНИИНП-271 |
С7 |
ЭРА |
С21 |
|
|
|
|
|
|
ВНИИНП-235 |
С8 |
СВЭМ (ВНИИНП- |
С22 |
|
288) |
||||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
ЛЗ-31 |
С9 |
ШРУС-4 |
С23 |
10