Лпр8.2
Назначение полей допусков для вала и отверстия корпуса при установке подшипников качения.
Подшипники, являясь опорами для подвижных частей, определяют их положение в механизме и несут значительные нагрузки.
Точность размеров, формы и взаимного расположения подшипников, шариковых и роликовых радиальных и шариковых радиально-упорных регламентируется ГОСТ 520-89.
В зависимости от точности изготовления и сборки для различных типов подшипников установлены следующие классы точности (табл. 20).
Классы точности подшипников качения
Таблица 20
| Тип подшипника качения | Класс точности | ||||||
| 6х | Т | ||||||
| Шариковые и роликовые радиальные, шариковыерадиально-упорные | + | - | + | + | + | + | + |
| Упорные ирадиально-упорные | + | - | + | + | + | + | - |
| Роликовые конические | + | + | + | + | + | + | - |
| Примечания: 1.Самый точный класс – Т; самый грубый – 0 2.По заказу могут быть поставлены подшипники более грубых классов: 8 и 7 |
Классы точности определяют:
* допуски размеров, формы и взаимного положения элементов деталей подшипника качения;
* допуски размеров и формы посадочных поверхностей наружного и внутреннего колец подшипника качения;
* допустимые значения параметров, характеризующих точность вращения подшипников.
Дополнительные технические требования к подшипникам качения устанавливаются тремя категориями: А, В, С.
Характер сопряжений (посадка) наружного кольца с отверстием в корпусе и внутреннего кольца с валом зависит от вида нагружения данного кольца.
Различают местное, циркуляционное и колебательное нагружения (рис. 49).
Ошибка! Ошибка связи.
При местном нагружении кольцо воспринимает радиальную нагрузку от шариков ограниченным участком дорожки качения (и передает ее ограниченному участку сопряженной с ним детали).
Циркуляционным нагружением кольца называется такое нагружение, при котором кольцо воспринимает нагрузку от шариков последовательно всей дорожкой качения (и передает ее последовательно всей сопрягаемой с ним поверхности вала или корпуса).
При колебательном нагружении (рис. 49, в) результирующая радиальная нагрузка периодически изменяется (или колеблется) как по величине, так и по направлению, что приводит к расширению области нагружения. Как правило, кольца с циркуляционным нагружением сопрягаются с поверхностью вала или отверстия корпуса по посадкам с натягом, а кольца с местным нагружением – по посадкам с небольшими зазорами.
Подшипники качения обладают по присоединительным поверхностям полной внешней (эксплуатационной) взаимозаменяемостью, позволяющей быстро установить или заменить изношенные подшипники новыми при ремонте изделий, и неполной (групповой) внутренней взаимозаменяемостью между кольцами и телами качения.
Основными элементами систем при образовании посадок являются сопрягаемые поверхности наружного кольца (система вала) и внутреннего кольца (система отверстия).
Особенностью таких сопряжений является то, что поле допуска внутреннего кольца смещено вниз от нулевой линии для увеличения натягов в сопряжениях (рис. 50).
При этом образуются специальные подшипниковые посадки, получающиеся сочетанием полей допусков колец l 0, 6, 5, 4, 2 (для наружных колец) и L 0, 6, 5, 4, 2 (для внутренних колец) по ГОСТ 520 – 89 с полями допусков вала и отверстия в корпусе по ГОСТ 25347 – 82.
На рис. 51 показана схема расположения рекомендуемых полей допусков посадочных размеров для подшипников наиболее распространенных классов точности 0 и 6.
Для более высоких классов точности подшипников качения набор полей допусков посадочных поверхностей несколько изменяется, в частности, применяются поля допусков более точных квалитетов.
Рекомендуемые посадки для рассмотренных типовых схем нагружения подшипников приведены в табл. 21.
Рекомендуемые посадки типовых схем нагружения
Таблица 21
| Посадки шариковых и роликовых радиальных и радиально-упорных подшипников | ||
| Вид кольца | Вид нагружения | Рекомендуемые посадки |
| Внутреннее кольцо, посадка на вал | циркуляционное |  ,  ,    ,  ,  , 
|
| местное |        
| |
| колебательное |
| |
| Наружное кольцо, посадка в корпус | циркуляционное |  ,     ,    
|
| местное |  , 
| |
| колебательное |  
| |
Примечания:
1.Поля допусков, заключенные в рамки, рекомендуются при осевой регулировке колец радиально-упорных подшипников
2.При регулируемом наружном кольце с циркулярным нагружением радиально-упорных подшипников рекомендуются посадки  
3.Таблица дана в сокращении.
|
Следует иметь в виду, что требования к форме посадочной поверхности, сопрягаемой с кольцом подшипника качения, более жесткие по сравнению с допуском размера. Это требуется, чтобы тонкие кольца подшипника не воспринимали грубые отклонения формы массивного корпуса ил и вала при сопряжении с ними.
Примеры решения задач
1. Известна посадка штифта с одной деталью 
. Максимальный зазор штифта с другой деталью равен +9 мкм. Чему равен минимальный зазор штифта со второй деталью?
Решение. ES1-EI1= (TD)1=15 мкм – допуск первой детали; ES2-ei=(Smax)2= 9 мкм; ES2=9+6=15 мкм – верхнее отклонение второй детали; EI2=ES2-(TD)2=15- 15= 0 - нижнее отклонение второй детали (рекомендуется (TD)1=(TD)2); EI2=0;(Smin)2= EI2-es=0- 15=- 15 мкм.
2. Допуск ширины призматической шпонки Td=30 мкм. В соединении с пазом вала образуется Nmax=0.03. Определить максимально возможный зазор в соединении Smax.
Решение. Рекомендуемый допуск на ширину шпонки h9, поэтому ei = - 30 мкм, а es = 0. Nmax= es- EI, то есть 30= 0 –EI, откуда EI= -30. Рекомендуемый квалитет выполнения шпоночного паза на валу N9, откуда TD= 30 мкм и ES=0. Минимальный натяг в соединении Nmin=ei –ES= -30 – 0=- 30. Поскольку Nmin=-Smax, то Smax= 30 мкм.
3. При посадке радиального шарикоподшипника класса 6 в отверстие 30 мм максимально возможный зазор равен 21 мкм. Допуск отверстия корпуса 24 мкм. Допуск среднего диаметра наружного кольца подшипника равен 9 мкм. Определить предельные отклонения отверстия.
Решение. ei =-9 мкм, ES=Smax+ei = 21+ (-9)=+12 мкм, EI=ES-TD = +12 – 24= - 12 мкм.
Тесты
1.Соединение штифта с первой деталью 
. В соединении со второй деталью (Smax)2=18 мкм. Определить нижнее отклонение второй детали EI2.
2.Соединение штифта с первой деталью 
. В соединении со второй деталью (Nmax)2=0.018.Определить верхнее отклонение второй детали ES2.
3.Соединение штифта с первой деталью 
. В соединении со второй деталью (Nmax)2=0.008.Определить верхнее отклонение второй детали ES2.
4.Соединение штифта с первой деталью 
. В соединении со второй деталью (Smax)2=2 мкм. Определить нижнее отклонение второй детали EI2.
5. Соединение штифта с первой деталью 
. В соединении со второй деталью (Nmax)2=0.03.Определить верхнее отклонение второй детали ES2.
6. Соединение штифта с первой деталью 
. В соединении со второй деталью (Nmax)2=0.013.Найти (Nmin)2.
7. Соединение штифта с первой деталью 
. В соединении со второй деталью (Nmax)2=0.03. Найти (Nmin)2.
8. Соединение штифта с первой деталью 
. В соединении со второй деталью (Nmax)2=0.01. Найти (Nmin)2.
9. Соединение штифта с первой деталью 
. В соединении со второй деталью (Smax)2=0.01. Найти (Smin)2.
10. Допуск ширины призматической шпонки 25 мкм. В соединении шпонки с валом образуется максимальный зазор 21 мкм. Определить возможный максимальный натяг.
11. Допуск ширины призматической шпонки 30 мкм. В соединении шпонки с валом образуется максимальный зазор 18 мкм. Определить нижнее отклонение поля допуска паза на валу.
12. Поле допуска втулки симметрично. В соединении шпонки с пазом втулки образуется максимальный натяг 18 мкм. Определить максимально возможный зазор в соединении.
13. Допуск ширины призматической шпонки 30 мкм. При допуске паза втулки 48 мкм образуется средний зазор 69 мкм. Найти максимальный зазор в соединении.
14. Среднее отклонение поля допуска шпонки em=-0.018. При соединении с пазом вала образуется максимальный зазор 72 мкм. Найти нижнее отклонение поля допуска паза вала.
15. В соединении подшипника с корпусом известны: допуск среднего наружного диаметра подшипника 8 мкм; допуск отверстия в корпусе 18 мкм; средний зазор в соединении 19 мкм. Определить предельные отклонения поля допуска отверстия.
16. Допуск среднего диаметра отверстия шарикоподшипника равен 7 мкм; допуск вала равен 9 мкм; средний зазор в соединении 1 мкм. Определить предельные отклонения вала.
17. При посадке шарикоподшипника на вал образуются максимальный зазор 8 мкм и максимальный натяг 20 мкм. Допуск среднего диаметра внутреннего кольца подшипника равен 12 мкм. Определить предельные отклонения поля допуска вала.
18. В соединении шарикоподшипника с корпусом допуск наружного кольца 8 мкм; максимально возможный зазор в соединении 20 мкм; минимально возможный зазор в соединении 2 мкм. Определить предельные отклонения поля допуска отверстия в корпусе.
19. Шарикоподшипник соединяется с отверстием 40М7(-0.025). Допуск среднего диаметра наружного кольца 11 мкм. Определить предельные значения зазора в соединении.
20. Шарикоподшипник «посажен» на вал 
. Допуск среднего диаметра внутреннего кольца подшипника 8 мкм. Найти предельно допустимые натяги в соединении.
21. Шарикоподшипник, имеющий допуск среднего диаметра наружного кольца 11 мкм, соединяется с отверстием 40G7(
).Определить предельные значения зазора в соединении.
22. Шарикоподшипник, имеющий допуск среднего диаметра внутреннего кольца 10 мкм, соединяется с валом, у которого es=-0.007, ei=-0.02. Определить предельные значения зазора в соединении.
23. Допуск среднего диаметра наружного кольца шарикоподшипника 7 мкм. Допуск диаметра отверстия в корпусе 15 мкм. Максимальный натяг в соединении 0.01. Определить предельные отклонения отверстия в корпусе.
24. Шарикоподшипник, имеющий допуск среднего диаметра внутреннего кольца 8 мкм, соединяется с валом, допуск диаметра которого 8 мкм. При этом образуется соединение с максимальным зазором 0.018. Определить предельные отклонения вала.
25. Шарикоподшипник, имеющий допуск среднего диаметра внутреннего кольца 8 мкм, соединяется с валом, допуск диаметра которого 8 мкм. При этом образуется соединение со средним натягом 0.02. Определить предельные отклонения вала.
26. Допуск среднего диаметра наружного кольца шарикоподшипника 11 мкм. При соединении подшипника с корпусом образуются максимальный зазор 3 мкм и максимальный натяг 33 мкм. Определить предельные отклонения отверстия в корпусе.
27. Шарикоподшипник, имеющий допуск среднего диаметра внутреннего кольца 8 мкм, соединяется с валом. При этом образуется соединение с максимальным зазором 0.02 и минимальным зазором 0.004. Определить предельные отклонения вала.
Контрольные вопросы
1.Типы штифтовых соединений. Варианты конструкторской реализации.
2. Рекомендуемые посадки штифтовых соединений.
3.Типы шпоночных соединений. Варианты конструкторской реализации.
4. Рекомендуемые посадки шпоночных соединений.
5. Параметры прямобочных шлицевых соединений.
6. Виды допусков для эвольвентных шлицевых соединений.
7. Виды нагружения шариковых и роликовых подшипников качения.
8. Особенности расположения и обозначение на чертежах полей допусков и посадок шариковых и роликовых подшипников качения.
9. Параметры метрической резьбы и их обозначение.
10. Допуски метрических резьб.