Соединения с подшипниками качения

Соединения с подшипниками качения по ГОСТ 520-2002

Подшипники, являясь опорами для подвижных частей, определяют их положение в механизме и несут значительные нагрузки. Подшипники качения имеют следующие основные преимущества по сравнению с подшипниками скольжения:

• обеспечивают более точное центрирование вала;

• имеют более низкий коэффициент трения;

• имеют небольшие осевые размеры.

К недостаткам подшипников качения можно отнести:

• повышенную чувствительность к неточностям монтажа и установки;

• жесткость работы, отсутствие демпфирования колебаний нагрузки;

• относительно большие радиальные размеры.

Классы точности подшипников качения

Долговечность подшипников качения определяется величиной и характером нагрузки, точностью изготовления, правильной посадкой на вал и в отверстие корпуса, качеством монтажа.

В зависимости от точности изготовления и сборки для различных типов подшипников установлены классы точности, представленные в табл. 2.13.

Классы точности определяют:

• допуски размеров, формы и взаимного положения элементов деталей подшипника качения (дорожек качения, тел качения и т. д.);

• 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: .

В табл. 2.14 указаны категории и классы точности подшипников, для которых они предусмотрены, и те дополнительные технические требования, которые они устанавливают. Обозначение подшипников категорий и :

125-205, где — категория; 1 — ряд момента трения; 2 — группа радиального зазора; 5 — класс точности; 205 — номер подшипника.

Обозначение подшипников категории (в обозначении категорию не указывают): 6-205, где 6 — класс точности; 205 — номер подшипника.

205, где 205 — номер подшипника; нормальный класс точности (в обозначении знак «0» не указывают).

Назначение полей допусков для вала и отверстия корпуса при установке подшипников качения

На рис. 2.6 показана схема расположения рекомендуемых полей допусков посадочных размеров для подшипников классов точности:

• нормальный — обозначается поле допуска посадочного диаметра внутреннего кольца подшипника — , поле допуска посадочного диаметра наружного кольца — ;

• 6 — обозначается поле допуска посадочного диаметра внутреннего кольца подшипника — , поле допуска посадочного диаметра наружного кольца — .

Из схемы видно, что поля допусков для внутреннего и наружного колец подшипника качения расположены одинаково относительно нулевой линии, верхнее отклонение равно 0, нижнее — отрицательное.

Валы с полями допусков при сопряжении с внутренним кольцом подшипника обеспечивают посадки с натягом.

Вследствие повышенных требований к точности посадочных поверхностей подшипников, стандартом ограничиваются:

• Отклонения средних диаметров в единичной плоскости, ограничивающие значения средних диаметров колец:

где и — номинальные диаметры наружного и внутреннего колец подшипника соответственно; — средние диаметры в единичной плоскости; — наибольшие и наименьшие диаметры, выбираются из ряда измерений в единичной плоскости наружного и внутреннего диаметров.

• Непостоянство средних диаметров, ограничивающее форму посадочных диаметров в продольном сечении, и , наружного и внутреннего диаметров соответственно.

Допуск ограничивает наибольшее изменение средних диаметров в отдельных единичных сечениях по ширине подшипника.

Непостоянство средних диаметров в единичных сечениях оценивается как разность между наибольшим и наименьшим средними диаметрами в единичных сечениях:

• Непостоянство диаметров в единичной плоскости, ограничивающее форму посадочных диаметров в поперечном сечении, и , наружного и внутреннего диаметров соответственно.

Допуск ограничивает непостоянство диаметров в отдельных единичных сечениях . Непостоянство диаметров в единичном сечении оценивается как разность между наибольшим и наименьшим диаметрами в единичном сечении.

При выборе полей допусков на вал и отверстие под внутреннее и наружное кольца подшипника необходимо учитывать следующее:

• класс точности подшипника качения;

• вид нагружения колец подшипника;

• тип подшипника;

• режим работы подшипника;

• геометрические размеры подшипника.

Влияние класса точности подшипника качения на выбор посадок

Как видно из схемы полей допусков (см. рис. 2.6), для подшипников классов точности нормальный и 6 рекомендуемый набор полей допусков посадочных поверхностей одинаков. Для более высоких классов точности подшипников качения набор полей допусков посадочных поверхностей несколько изменяется, в частности, применяются поля допусков более точных квалитетов.

Влияние вида нагружения колец подшипника на выбор посадок

Вид нагружения кольца подшипника качения существенно влияет на выбор его посадки. Рассмотрим типовые схемы механизмов и особенности работы подшипников в них.

Первая типовая схема (рис. 2.7). Внутренние кольца подшипников вращаются вместе с валом, наружные кольца, установленные в корпусе, неподвижны. Радиальная нагрузка постоянна по величине и не меняет своего положения относительно корпуса (рис. 2.7, а).

В этом случае внутреннее кольцо воспринимает радиальную нагрузку последовательно всей окружностью дорожки качения, такой вид нагружения кольца называется циркуляционным. Наружное кольцо подшипника воспринимает радиальную нагрузку лишь ограниченным участком окружности дорожки качения, такой характер нагружения кольца называется местным (рис. 2.7, б). Дорожки качения внутренних колец подшипников изнашиваются равномерно, а наружных — только на ограниченном участке.

При назначении посадок подшипников качения существует правило: кольца, имеющие местное нагружение, устанавливаются с возможностью их проворота с целью более равномерного износа дорожек качения; при циркуляционном нагружении, напротив, кольца сажают по более плотным посадкам. Рекомендуемые посадки для подшипников классов точности нормальный и 6 приведены в табл. 2.15.

Пример выбора посадок показан на рис. 2.7, в.

Вторая типовая схема (рис. 2.8). Наружные кольца подшипников вращаются вместе с зубчатым колесом. Внутренние кольца подшипников, посаженные на ось, остаются неподвижными относительно корпуса. Радиальная нагрузка постоянна по величине и не меняет своего положения относительно корпуса (рис. 2.8. а).

В этом случае наружное кольцо воспринимает радиальную нагрузку последовательно всей окружностью дорожки качения, т. е. имеет циркуляционное нагружение. Внутреннее кольцо подшипника воспринимает радиальную нагрузку лишь ограниченным участком окружности дорожки качения, т. е. имеет местное нагружение (рис. 2.8, б).

Рекомендуемые посадки для подшипников нормального и 6 классов точности приведены в табл. 2.15.

Пример выбора посадок см. рис. 2.8, в.

Третья типовая схема (рис. 2.9). Внутренние кольца подшипников вращаются вместе с валом, наружные кольца, установленные в корпусе, неподвижны. На кольца действуют две радиальные нагрузки, одна постоянна по величине и по направлению , другая, центробежная , вращающаяся вместе с валом (рис. 2.9, а).

Равнодействующая сил и совершает периодическое колебательное движение, симметричное относительно направления действия силы . На рис. 2.9, б штриховыми линиями показано последовательное положение эпюры нагружения наружного кольца подшипника на ограниченном участке дорожки качения, которая смещается справа налево и меняется по величине, такой режим нагружения кольца называется колебательным.

Внутреннее кольцо воспринимает суммарную радиальную нагрузку последовательно всей окружностью дорожки качения, т. е. имеет циркуляционное нагружение.

Рекомендуемые посадки приведены в табл. 2.15.

Пример выбора посадок см. рис. 2.9, в.

Влияние типа подшипника на выбор посадок

Тип подшипника оказывает определенное влияние на выбор посадки. Выше бып рассмотрен выбор посадок для подшипников радиальных и радиально-упорных шариковых и роликовых.

Для тугих колец упорных шариковых и роликовых подшипников применяются посадки или (рис. 2.10).

Влияние режима работы и геометрических размеров подшипника на выбор посадок

Уточненный выбор посадок с учетом режима работы и размеров подшипника производится в соответствии с рекомендациями, приведенными в ГОСТ 3325-85.

Эта лекция взята со страницы лекций по допускам и посадкам:

Допуски и посадки: ГОСТы и особенности применения

Возможно вам будут полезны эти страницы:

Соединения шлицевые эвольвентные

Резьба метрическая

Зубчатые передачи

Допуски угловых размеров и конусов