книги / Стандартизация

диаметром d - за основное отверстие. Таким образом, посадки наружного кольца с корпусом осуществляется по системе вала, а посадки внутреннего кольца с валом - по системе отверстия. При этом поле допуска внутреннего кольца расположено в “м и н у с ” от номинального размера (вниз от нулевой линии), а не в “п л ю с ”, как у обычного основного отверстия (рис. 5.4.1).

В этой связи, при выборе посадок на вал необходимо иметь в виду, что характер соединения внутреннее кольцо-вал получается с небольшим гарантированным натягом. Характер соединений наружное кольцо-корпус такой же, как в обычных соединениях по системе вала при одинаковой точности изготовления.

ГОСТ 3325 устанавливает следующие обозначения полей допусков на посадочные размеры колец подшипников по классам точности (рис. 5.4.2):

обозначение основного отклонения соответственно среднего внутреннего и среднего наружного диаметров подшипника.

Поля допусков L d m и Ю т посадочных размеров подшипника расположены одинаково в " м и н ус" от линии их номинальных средних размеров D m и d h

т.е. верхние границы полей допусков совпадают с нулевыми линиями. Поле допуска Ю т на наружный диаметр D m подшипника располагается аналогично полю допуска основного вала Л и обозначается /0,/6,...,/2 в зависимости от класса точности.

диаметр, но при сборке подшипника и его монтаже кольца выправляются (овальность устраняется). Вследствие овальности, конусообразности и других отклонений при измерении подшипников могут быть получены различные значения диаметров их колец в разных сечениях. В связи с этим установлены предельные отклонения номинального (dyP ) и среднего (dm, Dm) диаметров колец.

К шероховатости посадочных и торцевых поверхностей колец подшипников, а также валов и корпусов, предъявляют повышенные требования. Особо большое значение имеет шероховатость поверхности дорожек и тел качения. Например, уменьшение шероховатости от Ra=0.63- 0.32 мкм до Ra =0.16-0.08 мкм повышает ресурс подшипников более чем в 2 раза, а дальнейшее уменьшение шероховатости до Ra =0.08-0.04 мкм - еще на 40% [15]. Допуск круглости для подшипников класс точности 0 и 6 допускается в пределах половины допуска на диаметр в любом сечении

посадочной поверхности на длине этой поверхности для 0 и 6 класса и четверти допуска на диаметр, в любом сечении посадочной поверхности для 4 и 2 классов точности.

Пример назначения и написания посадок колец подшипника 6-308 при условии, что вращается и испытывает циркуляционное нагружение наружное кольцо приведен на рис. 5.4.3,а; схемы расположения полей допусков сопрягаемых деталей и средневероятные параметры в посадках - на рис 5.4.3,б [18].

5.4.2 Выбор посадок подшипников качения на валы и в корпуса.

Надежность работы подшипниковых узлов в значительной степени зависит от правильного выбора посадок колец подшипников на вал и в корпус.

При выборе посадки учитывается: тип подшипника; частота вращения; нагрузка на подшипник (постоянная или переменная по значению и направлению, спокойная или ударная); жесткость вала и корпуса; характер температурных деформаций системы (увеличение или уменьшение натягов при рабочих температурах); способ крепления подшипника (с затяжкой или без затяжки); удобство монтажа и демонтажа.

Посадку выбирают так, чтобы вращающееся кольцо подшипника было смонтировано с натягом, исключающим возможность его проскальзывания по посадочной поверхности в процессе работы под нагрузкой; другое кольцо при этом должно монтироваться с зазором. В этой связи: 1)при вращающемся вале необходимо иметь неподвижное соединение внутреннего кольца с валом; наружное кольцо соединять с корпусом с небольшим зазором; 2) при неподвижном вале внутреннее кольцо должно иметь посадку

на валу с необходимым зазором, а наружное кольцо неподвижную в корпусе.

Рекомендуемые поля допусков для посадок колец подшипников качения классов точности 0 и 6 и примеры их применения приведены в табл. 5.4.2 [25]

Вращается вал2 Посадки внутренних колец подшипников на вал. (циркуляционное

нагружение)

Особо тяжелые и тяжелые ударные нагрузки. Применяется в основном для роликоподшипников в тяжелом машиностроении Тяжелые нагрузки; работа с толчками и ударами. Применяется в основном для роликоподшипников и крупных шариковых подшипников Средние нагрузки, тяжелые нагрузки в условиях необходимости

частого перемонтажа. Для подшипников всех типов; основная посадка в машиностроении Легкие нагрузки и высокие частоты вращения, требования легкого

перемонтажа и регулировки.Для подшипников всех типов Посадки наружных колец подшипников в корпус (местное нагружение)

Тяжелые нагрузки. Для роликоподшипников Тяжелые и нормальные нагрузки. Большие частоты вращения. Для роликоподшипников

Нормальные и легкие нагрузки, в частности при необходимости осевых перемещений для регулирования радиально-упорных подшипников.Основная посадка в машиностроении Нормальные и легкие нагрузки. Малые частоты вращения (до 4 с 1). В основном для разъемных корпусов

Вращается корпус2 Посадки внутренних колец подшипников на вал (местное нагружение)

Посадки наружных колец подшипников в корпус (циркуляционное нагружение)

Р 7 Тяжелые и нормальные нагрузки. Работа с толчками и уларами. В основном для роликоподшипников в тяжелом машиностроении

N 1 Тяжелые нагрузки в условиях необходимости облегченного

перемонтажа. В основном для роликоподшипников М7 Нормальные и легкие нагрузки, необходимость облегченного перемонтажа.

Для подшипников всехтипов при повышенных требованиях кточности К7 Большие частоты вращения. Необходимо дополнительное

крепление от проворота. Для подшипников всех типов В подшипниках качения различают исходный, монтажный и рабочий

зазор. Исходный зазор подшипник имеет в свободном состоянии. Согласно

зазоров. Монтажный зазор получается в подшипнике после его сборки в изделии. Вследствие посадки одного кольца с гарантированным натягом монтажный зазор всегда меньше исходного. Наиболее важным в подшипнике является рабочий зазор зазор между телами качения и дорожками качения при установившемся рабочем режиме и температуре. При значительном рабочем зазоре возникает большое радиальное биение, а нагрузка воспринимается меньшим числом шариков; при рабочем зазоре близком к нулю, нагрузка распределяется на наибольшее число шариков, поэтому подшипник в данном случае обладает большей долговечностью.

Монтаж подшипника с натягом производят преимущественно по тому кольцу, которое испытывает циркуляционное нагружение.

При циркуляционном нагружении колец подшипников посадки выбирают по интенсивности радиальной нагрузки PR на посадочную поверхность. Допускаемые значения PR, подсчитанные по средним значениям посадочных натягов, приведены в табл. 5.4.3

Таблица 5.4.3 Допускаемые интенсивности нагрузок на посадочные поверхности вала____________________________________________

ширина посадочного места (Ь = В - 2г, где В - ширина подшипника; г-координата монтажной фаски внутреннего или наружного кольца подшипника).

Динамический коэффициент посадки Кх зависит 0т характера нагрузки: при перегрузке до 150%, умеренных толчках и Вибрации /С, =7; при перегрузке до 300%, сильных ударах и вибрации Кх—1.8. Коэффициент К, (табл. 5.4.4) учитывает степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе; при сплошном вале К2—1. Коэффициент Кг учитывает неравномерность распределения радиальной нагрузки Fr между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки Fd на опору.

Значения Кг (табл. 5.4.5) зависят от величины (Fd/Fr)ctgp(p-угол

контакта тел качения с дорожкой качения наружного кольца, зависящий от конструкции подшипника). Для радиальных и радиально-упорных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом Къ=1.

Примечание: dome - диаметр отверстия полого вала: Duim - диаметр наружной поверхности тонкостенного корпуса

Таблица 5.4.5

Для соединения деталей машин (зубчатых колес, шкивов, муфт, роликов, дисков, кулачков, рукояток и др.) с валами при невысоких требованиях к точности центрирования соединяемых деталей, применяют шпоночные соединения.

Шпонки служат для передачи крутящего момента, предотвращения проворачивания втулки на валу, обеспечения перемещения втулки вдоль вала или фиксации взаимного положения деталей в узле. С их помощью достигается сравнительно легкая разборка и сборка узла.

Особенностью шпоночных соединений является то, что в сопряжении участвует три элемента: поверхность паза на валу, поверхность паза во втулке и поверхность шпонки.

Основными недостатками шпоночных соединений является: малая несущая способность; ослабление валов шпоночными пазами; концентрация напряжений из-за неблагоприятной формы шпоночных пазов. В связи с этим шпонки используются, как правило, в малонагруженных соединениях.

В машиностроении получили распространение шпоночные соединения с призматическими, сегментными, клиновыми и тангенциальными шпонками.

Наибольшее применение получили призматические и сегментные шпонки.

5.5.1. Призматические шпонки.

Размеры шпонок и сечений пазов, допуски и посадки регламентируются ГОСТ 23360 «Основные нормы взаимозаменяемости. Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки».

ГОСТ предусматривает три исполнения шпонок, которые приведены на рис. 5.5.1.

Рис. 5.5.1 Виды исполнений призматических шпонок