КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»
4. РАСЧЕТ ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
Задание выполняется в соответствии с вариантом, приведенным в [6, с.7–8; 7; приложение Л].
Исходные данные [7, с. 14, вариант 52, часть 6; приложение Л]:
– чертеж редуктора изображен в [7, рис. 6];
– номер позиции подшипника качения (обозначение) в [7, рис. 6] – 6;
– размер подшипника d×D – 45×75 мм;
– радиальная нагрузка, действующая на подшипник, – 8000 Н.
По справочникам [8, с. 121] или [9, с. 143] находим по двум размерам (d = 45 мм и D = 75 мм) ширину подшипника (В), радиус закругления колец (r) и условное обозначение подшипника.
Подшипник 109: d = 45 мм; D = 75 мм; В = 16 мм; r = 1,5 мм.
1. Устанавливаем вид нагружения каждого кольца подшипника.
Исходя из [7, с. 13, рис. 6, поз. 6] подшипник используется в цилиндрическом редукторе. Подшипник является одной из опор ведомого вала, на котором установлено зубчатое колесо. Согласно чертежу наружное кольцо подшипника воспринимает радиальную нагрузку, постоянную по направлению. Наружное кольцо установлено неподвижно. Значит, наружное кольцо воспринимает нагрузку ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности корпуса редуктора. Следовательно, характер нагружения кольца – местный.
Внутреннее кольцо подшипника вращается совместно с ведомым валом редуктора (внутреннее кольцо подшипника установлено неподвижно на ведомом валу), воспринимает радиальную нагрузку последовательно всей окружностью дорожки качения подшипника и передает ее последовательно всей посадочной поверхности вала. Следовательно, характер нагружения кольца – циркуляционный [10, с. 343, табл. 4.88].
2. Для кольца, имеющего циркуляционное нагружение (внутреннее
кольцо подшипника), рассчитаем интенсивность радиальной нагрузки [10, с.
344].
1 2 3, k k k
b
F
P r
R
где PR – интенсивность радиальной нагрузки, кН;
Fr – радиальная реакция опоры на подшипник (радиальная реакция
опоры на подшипник равна радиальной нагрузке, действующей на
подшипник, то есть в рассматриваемом примере 8000 Н или 8 кН), кН;
b – рабочая ширина посадочного места (b = В – 2r), м;
k1 – динамический коэффициент посадки, зависящий от характера
нагрузки (при перегрузке до 150 %, умеренных толчках и вибрации k1 = 1; при
перегрузке до 300 %, сильных ударах и вибрации k1 = 1,8). В нашем случае k1
= 1;
k2 – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга
при полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале k2 = 1);
k3 – коэффициент неравномерности распределения радиальной
нагрузки между рядами роликов в двухрядных конических
роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при
наличии осевой нагрузки на опору. Для радиальных подшипников с одним
наружным или внутренним кольцом k3 = 1.
1 1 1 615
(0,016 2 0,0015)
8
1 2 3
k k k
b
F
P r
R кН/м.
По [10, с. 348, табл. 4.90.1] выбираем поле допуска для вала ø45k6
(принимаем интервал «Св. 18 до 80 мм» с допускаемыми значениями PR –
(300–1400) кН/м).
Полное обозначение размера вала )
0,018
0,002
45 6(
k .
Выбираем класс точности подшипника – 0.
Согласно [10, с. 345, табл. 4.89.1] при циркуляционном нагружении
внутреннего кольца назначаем посадку внутреннего кольца подшипника и
вала →
6( )
0
45
0,018
0,002
)
0
( 0,012
k
L
(отклонения наружного и внутреннего диаметров
подшипника в [10, с. 358–359, табл. 4.92]).
Для посадочного отверстия корпуса редуктора под наружное кольцо
подшипника с местным нагружением назначаем поле допуска ø75Н7
(отверстие в корпусе разъемное [10, с. 347, табл. 4.89.2]).
Согласно [10, с. 345, табл. 4.89.1] при местном нагружении наружного
кольца назначаем посадку отверстия корпуса редуктора и наружного кольца
подшипника →
0( )
7( )
75
0
0,013
0,030
0
l
H
.
3. Схемы расположения полей допусков колец подшипников и
присоединительных поверхностей вала и корпуса.
3.1.
6( )
0
45
0,018
0,002
)
0
( 0,012
k
L
– внутреннее кольцо подшипника с валом.
– 0,012
+ 0,018
+ L00,0 01
k6
Nмин
0
+
–
Nмакс
3.2.–
0( )
7( )
75
0
0,013
0,030
0
l
H
отверстие корпуса редуктора с наружным кольцом
подшипника.
4. Эскизы посадочных мест вала и корпуса.
4.1. Эскиз посадочного места вала.
А Ra1,25
0,0096
А
Ra2,5
Ø45k6
О
//
0,0048
0,0096
+
–
– 0,013
+ 0,030
Sмин
Sмакс
0
H7
l0
4.2. Эскиз посадочного места корпуса редуктора.
Шероховатость поверхности вала, корпуса и допуски формы и расположения поверхности берутся из справочника [2; 10, с. 384, табл. 4.95] или из другой справочной литературы по подшипникам качения.
4.3. Обозначение на сборочном чертеже посадок подшипников качения.
Ø45 L0/k6
Ø75 H7/l0
О
0,009
0,009
A
Ø75Н7
Ra1,25
A
4.4. Определяем допуск для знака «отклонение от круглости» (допуск
составляет 30% от допуска размера 0,018
0,002 45 6
к подпункт 4.1):
Тd45к6 = es – ei = 0,018 – 0,002 = 0,016 мм;
То = 0,3Тd45к6 = 0,3·0,016 = 0,0048 мм,
где Тd45к6 – допуск размера 0,018
0,002 45 6
к ;
То – допуск для знака «отклонение от круглости».
4.5. Определяем допуск для знака «отклонение профиля продольного
сечения» (допуск составляет 60 % от допуска размера 0,018
0,002 45 6
к подпункт 4.1):
Т= = 0,6 Тd45к6 = 0,6·0,016 = 0,0096 мм.
4.6. Допуск для знака «торцовое биение» (подпункт 4.1) принимаем равным
допуску для знака «отклонение профиля продольного сечения»:
Т↑ = Т= = 0,0096 мм.
4.7. Принимаем То = 0,0048 мм, Т= = Т↑ = 0,0096 мм (подпункт 4.1).
4.8. Определяем допуск для знака «отклонение от круглости» (допуск
составляет 30% от допуска размера 0,030
0 75 7 Н подпункт 4.2):
TD75H7 = ES – EI = 0,030 – 0 = 0,030 мм;
То = 0,3TD75H7 = 0,3·0,030 = 0,009 мм,
где TD75H7 – допуск размера 0,030
0 75 7 Н .
4.9. Определяем допуск для знака «радиальное биение» размера
0,030
0 75 7 Н .
Отклонение от круглости, радиальное биение и полное радиальное биение
составляют 30, 20 и 12 % допуска размера, поэтому принимаем допуск
радиального биения равным допуску отклонения от круглости:
Т↑ = То = 0,009 мм.
4.10. Принимаем То = 0,009 мм, Т↑ = 0,009 мм (подпункт 4.2).
4. РАСЧЕТ ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
Задание выполняется в соответствии с вариантом, приведенным в [6, с.7–8; 7; приложение Л].
Исходные данные [7, с. 14, вариант 52, часть 6; приложение Л]:
– чертеж редуктора изображен в [7, рис. 6];
– номер позиции подшипника качения (обозначение) в [7, рис. 6] – 6;
– размер подшипника d×D – 45×75 мм;
– радиальная нагрузка, действующая на подшипник, – 8000 Н.
По справочникам [8, с. 121] или [9, с. 143] находим по двум размерам (d = 45 мм и D = 75 мм) ширину подшипника (В), радиус закругления колец (r) и условное обозначение подшипника.
Подшипник 109: d = 45 мм; D = 75 мм; В = 16 мм; r = 1,5 мм.
1. Устанавливаем вид нагружения каждого кольца подшипника.
Исходя из [7, с. 13, рис. 6, поз. 6] подшипник используется в цилиндрическом редукторе. Подшипник является одной из опор ведомого вала, на котором установлено зубчатое колесо. Согласно чертежу наружное кольцо подшипника воспринимает радиальную нагрузку, постоянную по направлению. Наружное кольцо установлено неподвижно. Значит, наружное кольцо воспринимает нагрузку ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности корпуса редуктора. Следовательно, характер нагружения кольца – местный.
Внутреннее кольцо подшипника вращается совместно с ведомым валом редуктора (внутреннее кольцо подшипника установлено неподвижно на ведомом валу), воспринимает радиальную нагрузку последовательно всей окружностью дорожки качения подшипника и передает ее последовательно всей посадочной поверхности вала. Следовательно, характер нагружения кольца – циркуляционный [10, с. 343, табл. 4.88].
2. Для кольца, имеющего циркуляционное нагружение (внутреннее
кольцо подшипника), рассчитаем интенсивность радиальной нагрузки [10, с.
344].
1 2 3, k k k
b
F
P r
R
где PR – интенсивность радиальной нагрузки, кН;
Fr – радиальная реакция опоры на подшипник (радиальная реакция
опоры на подшипник равна радиальной нагрузке, действующей на
подшипник, то есть в рассматриваемом примере 8000 Н или 8 кН), кН;
b – рабочая ширина посадочного места (b = В – 2r), м;
k1 – динамический коэффициент посадки, зависящий от характера
нагрузки (при перегрузке до 150 %, умеренных толчках и вибрации k1 = 1; при
перегрузке до 300 %, сильных ударах и вибрации k1 = 1,8). В нашем случае k1
= 1;
k2 – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга
при полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале k2 = 1);
k3 – коэффициент неравномерности распределения радиальной
нагрузки между рядами роликов в двухрядных конических
роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при
наличии осевой нагрузки на опору. Для радиальных подшипников с одним
наружным или внутренним кольцом k3 = 1.
1 1 1 615
(0,016 2 0,0015)
8
1 2 3
k k k
b
F
P r
R кН/м.
По [10, с. 348, табл. 4.90.1] выбираем поле допуска для вала ø45k6
(принимаем интервал «Св. 18 до 80 мм» с допускаемыми значениями PR –
(300–1400) кН/м).
Полное обозначение размера вала )
0,018
0,002
45 6(
k .
Выбираем класс точности подшипника – 0.
Согласно [10, с. 345, табл. 4.89.1] при циркуляционном нагружении
внутреннего кольца назначаем посадку внутреннего кольца подшипника и
вала →
6( )
0
45
0,018
0,002
)
0
( 0,012
k
L
(отклонения наружного и внутреннего диаметров
подшипника в [10, с. 358–359, табл. 4.92]).
Для посадочного отверстия корпуса редуктора под наружное кольцо
подшипника с местным нагружением назначаем поле допуска ø75Н7
(отверстие в корпусе разъемное [10, с. 347, табл. 4.89.2]).
Согласно [10, с. 345, табл. 4.89.1] при местном нагружении наружного
кольца назначаем посадку отверстия корпуса редуктора и наружного кольца
подшипника →
0( )
7( )
75
0
0,013
0,030
0
l
H
.
3. Схемы расположения полей допусков колец подшипников и
присоединительных поверхностей вала и корпуса.
3.1.
6( )
0
45
0,018
0,002
)
0
( 0,012
k
L
– внутреннее кольцо подшипника с валом.
– 0,012
+ 0,018
+ L00,0 01
k6
Nмин
0
+
–
Nмакс
3.2.–
0( )
7( )
75
0
0,013
0,030
0
l
H
отверстие корпуса редуктора с наружным кольцом
подшипника.
4. Эскизы посадочных мест вала и корпуса.
4.1. Эскиз посадочного места вала.
А Ra1,25
0,0096
А
Ra2,5
Ø45k6
О
//
0,0048
0,0096
+
–
– 0,013
+ 0,030
Sмин
Sмакс
0
H7
l0
4.2. Эскиз посадочного места корпуса редуктора.
Шероховатость поверхности вала, корпуса и допуски формы и расположения поверхности берутся из справочника [2; 10, с. 384, табл. 4.95] или из другой справочной литературы по подшипникам качения.
4.3. Обозначение на сборочном чертеже посадок подшипников качения.
Ø45 L0/k6
Ø75 H7/l0
О
0,009
0,009
A
Ø75Н7
Ra1,25
A
4.4. Определяем допуск для знака «отклонение от круглости» (допуск
составляет 30% от допуска размера 0,018
0,002 45 6
к подпункт 4.1):
Тd45к6 = es – ei = 0,018 – 0,002 = 0,016 мм;
То = 0,3Тd45к6 = 0,3·0,016 = 0,0048 мм,
где Тd45к6 – допуск размера 0,018
0,002 45 6
к ;
То – допуск для знака «отклонение от круглости».
4.5. Определяем допуск для знака «отклонение профиля продольного
сечения» (допуск составляет 60 % от допуска размера 0,018
0,002 45 6
к подпункт 4.1):
Т= = 0,6 Тd45к6 = 0,6·0,016 = 0,0096 мм.
4.6. Допуск для знака «торцовое биение» (подпункт 4.1) принимаем равным
допуску для знака «отклонение профиля продольного сечения»:
Т↑ = Т= = 0,0096 мм.
4.7. Принимаем То = 0,0048 мм, Т= = Т↑ = 0,0096 мм (подпункт 4.1).
4.8. Определяем допуск для знака «отклонение от круглости» (допуск
составляет 30% от допуска размера 0,030
0 75 7 Н подпункт 4.2):
TD75H7 = ES – EI = 0,030 – 0 = 0,030 мм;
То = 0,3TD75H7 = 0,3·0,030 = 0,009 мм,
где TD75H7 – допуск размера 0,030
0 75 7 Н .
4.9. Определяем допуск для знака «радиальное биение» размера
0,030
0 75 7 Н .
Отклонение от круглости, радиальное биение и полное радиальное биение
составляют 30, 20 и 12 % допуска размера, поэтому принимаем допуск
радиального биения равным допуску отклонения от круглости:
Т↑ = То = 0,009 мм.
4.10. Принимаем То = 0,009 мм, Т↑ = 0,009 мм (подпункт 4.2).