Выбор, обоснование и расчет посадок подшипников качения

5. Выбор, обоснование и расчет посадок подшипников качения

Рассматриваемый узел редуктора имеет вал, опорами которого являются 2 подшипника с диаметром отверстия d=45 мм. Принимаем нормальный класс точности подшипников (6-409). Данный тип подшипников относится к шариковым радиально-упорным. Номинальный диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника d=45 мм; наружного кольца D=120 мм; номинальная ширина подшипника В=29 мм; номинальная высота монтажной фаски r=3 мм. Так как передача крутящего момента осуществляется цилиндрическими зубчатыми колесами, то в зубчатом зацеплении действует радиальная нагрузка, постоянная по направлению и по значению. Вал вращается, а корпус неподвижен, следовательно, внутреннее кольцо испытывает циркуляционное нагружение, а наружное кольцо местное. Примем тяжелый режим работы подшипникового узла. ГОСТ 3325 рекомендует поля допусков цапфы вала m6, которое обеспечивает посадку с натягом. Поле допуска отверстия корпуса Н7. Предельные отклонения средних диаметров колец подшипника качения определяем по ГОСТ 520, предельные отклонения вала Æ45m6 и отверстия корпуса Æ120Н7 - по ГОСТ 25347. Расчеты сводим в таблицы 5 и 6.

 

Таблица 5 - Предельные размеры колец подшипников качения

Размер,мм	ES(es), мкм	EI(ei), мкм	Dmin(dmin),мм	Dmax(dmax),мм
d=45		-15	45,000	44,985
D=120		-20	120,000	119,980

 

Таблица 6 - предельные размеры цапфы вала и отверстия корпуса

Размер,ммES(es), мкмEI(ei), мкмDmin(dmin),ммDmax(dmax),мм
Æ45	+25	+9	45,025	45,009
Æ120	+35		120,035	120,000

Рассчитываем зазоры (натяги).

По d_m:

= dmax - d_mmin =45,025- 44,985 = 0,040 мм = 40 мкм.= dmin - d_m max =45,009- 45,000 = 0,009 мм = 9 мкм.р = (Nmax- Nmin)/2 = (40-9)/2 = 24,5 мкм.= Dmax - D_mmin = 120,035 - 119,980 = 0,055 мм = 55 мкм.= Dmin - D_mmax = 120,000-120,000 = 0,000 мм.ср = (Smax - Smin)/2 = (55+0)/2 = 27,5 мкм.

Тs = IT_Dm + IT_D = 35+20 = 55 мкм.

 

Проводим проверку наличия в подшипнике качения радиального зазора, который уменьшается по причине натяга при посадке подшипника на вал. В расчетах принимаем среднее значение зазора в подшипнике как наиболее вероятные:

 

Nср = 24,5 мкм.

Nэф = 0,85×24,5 = 20,8 мкм = 0,0208 мм;

d0= dm + (Dm-dm)/4 = 45,000 + (120,000 - 45,000)/4 = 63,75 мм;

Δd1 = Nэф×dm/ d0 = 208×45/63,75 = 0,0146 мм = 14,6 мкм.

 

По ГОСТ 24810 определяем предельные значения теоретических зазоров в подшипнике 409 до сборки:

 

Gr min = 5 мкмmax = 25 мкм.

 

Средний зазор в подшипнике

 

Gr _ср = (Gr min - Gr max)/2 = (5+25)/2 = 15 мкм.

 

Тогда

_пос = Gr ср - Δd1 = 15 - 14,6 = 0,4 мкм.

 

Расчет показывает, что при назначении посадки Æ45L0/m6 по внутреннему диаметру зазор в подшипнике качения после посадки будет положительным.

На чертеже вала шероховатость поверхности посадочных мест под подшипники выбираем согласно рекомендациям ГОСТ 3325: посадочной поверхности вала под кольцо подшипника Ra 1,25; посадочной поверхности корпуса под кольцо подшипника Ra1,25; торцевой поверхности заплечника вала Ra 1,6.

Требования к точности формы и расположения представлены на чертеже вала.