,

где F_r – радиальная нагрузка на подшипник, кН; b – рабочая ширина посадочного места, м; k₁ - динамический коэффициент посадки (при нагрузке с умеренными толчками и вибрациями k₁ = 1,0; при сильных ударах и вибрациях k₁ = 1,8); k ₂ - коэффициент, учитывающий снижение посадочного натяга (при полом вале или тонкостенном корпусе k₂  1, при сплошном вале и толстостенном корпусе k₂ = 1); k₃ – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки (F_r) между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой силы F_a на опору. Значения k₃, зависящие от , где  - угол контакта тел качения с дорожкой качения наружного кольца. Для радиальных и радиально-упорных подшипников при расположении тел качения в один ряд k₃ =1. По подсчитанной интенсивности нагрузки P_r выбирается посадка.

Колебательно нагруженные кольца подшипников устанавливаются в корпус с основными отклонениями k и J_S, а на вал – с отклонениями k, j_S, h. Точность выполнения посадочных поверхностей в корпусе и на валу определяется классом точности подшипника. Для классов точности 0 и 6 рекомендуется для валов назначить квалитет IT6, а для отверстий – IT7, для классов точности 2, 4 и 5 – соответственно IT5 и IT6.

Пример. Для подшипника качения № 6-304 (d = 20 мм; D = 52 мм; B = 15 мм; r = 2 мм) 6-го класса точности, нагруженного F_r = 6000 H, . Вращающаяся деталь – вал, вид нагрузки – с умеренными толчками.

Решение

1. При вращающемся вале и постоянно действующей силе F_r внутреннее кольцо нагружено циркуляционной, а наружное – местной нагрузками.

2. Интенсивность нагрузки

где k₁ = 1; k₂ = 1,6; k₃ = 1. [10]; b = b-2r = 15 – 4 = 11мм.

1. При Р_r = 873 кН/м по [10] для вала выбираем поле допуска k6, для отверстия в корпусе поле допуска Н7.

2. С хемы полей допусков приведены на рис.2.29.

5. По ГОСТу 3325 – 85* принимаем допуски круглости, профиля продольного сечения, торцевого биения и шероховатость вала и отверстия.

6. Для длины участка вала под подшипник назначаем неуказанные предельные отклонения по “среднему” классу точности (ГОСТу 25670-83).

Эскизы подшипникового узла, вала и отверстия приведены на рис.2.30.

Условные обозначения подшипников. Система условных обозначений шарико- и роликоподшипников установлена ГОСТом 3189 - 89. Условное обозначение подшипника дает полное представление о его габаритных размерах, конструкции, точности изготовления, термообработке, величине зазора и т. п.

Рис. 2.30. Эскизы подшипникового узла, вала и отверстия

Х ХХ Х Х ХХ

Внутренний диаметр

Рис. 2.31. Схема условного

обозначения подшипника

качения

подшипника

Серия диаметров

Тип подшипника

Конструктивная разновидность

Серия ширин и высот

Полное условное обозначение подшипника состоит из основного и дополнительного.

Основное условное обозначение включает в себя семь цифр (рис. 2.31).

Пример условного обозначения подшипника роликового двухрядного с короткими цилиндрическими роликами типа 182000 (с коническим отверстием внутреннего кольца с бортами на внутреннем кольце), серии диаметров 1, серии ширин 3 с d = 100 мм, D = 150 мм, В=37 мм:

Подшипник 3182120 ГОСТ 7634 – 75*.

Пример условного обозначения подшипника с учетом его точности. Подшипник обозначен А 125 – 205, где А – категория; 1 – ряд момента трения; 2 – группа радиального зазора; 5 – класс точности.

В обозначении А 25 – 205 – нет требований по моменту трения. В обозначении А 5 – 205 – нет требований по моменту трения и по радиальному зазору.

2.7. Допуски на угловые размеры. Взаимозаменяемость

конических соединений

Все нормальные углы, применяемые при конструировании, можно разделить на три группы: 1) нормальные углы общего назначения (наиболее распространенные); 2) нормальные углы специального назначения (в стандартизованных специальных деталях); 3) специальные углы (углы, размеры которых связаны расчетными зависимостями с другими принятыми размерами и которые нельзя округлить до нормальных углов; углы, определяемые специфическими эксплуатационными или технологическими требованиями). Размеры углов 1-й группы приведены в ГОСТе 8908 – 81 и ГОСТ 8593 - 81. Размеры углов 2-й группы — в [10].

2.7.1. Допуски угловых размеров

Допуски угловых размеров назначают по ГОСТу 8908 – 81. Допуски углов AT (от англ. Angle toleranc – допуск угла) должны назначаться в зависимости от номинальной длины L₁ меньшей стороны угла. Допуск угла может выражаться: 1) в угловых единицах радианной и градусной мер АТ_ (точное значение) и АТ_ (округленное значение допуска в градусной мере (рис. 2.32, а и б); 2) длиной противолежащего отрезка на перпендиляре к стороне угла на расстоянии L₁ от вершины (этот отрезок приближенно равен дуге с радиусом L₁) АТ_h (рис. 2.32); 3) допуском на разность диаметров в двух сечениях конуса на расстоянии L между ними АТ_D (рис. 2,32, б).

Д опуски углов конусов с конусностью не более 1 : 3 должны назначаться в зависимости от номинальной длины конуса L (разность между длиной конуса и образующей в этом случае не более 2%). При большей конусности допуски назначаются в зависимости длины образующей конуса L₁. Связь между допусками в угловых и линейных единицах выражается следующей формулой:

АТ_h = АТ_ L₁10^-3 ,

где АТ_h выражается в мкм; АТ_ - в мкрад; L₁ - в мм.

Для малых углов (С  1 : 3) АТ_D  АТ_h .

Для конусов с конусностью более

1 : 3 значения АТ_D определяют по форму-ле

АТ_D = АТ_h  cos /2,

где  - номинальный угол конуса.

Для допусков углов установлено 17 степеней точности. Степени точности выше 1-ой – 01 и 0 – перспективные (для измерительных устройств высшей точности); 1 – 5 – для калибров; 5 – 7 – для сопряжений.

2.7.2. Система допусков и посадок для конических соединений

Коническое соединение по сравнению с цилиндрическим имеет преимущества: можно регулировать величину зазора или натяга относительным смещением деталей вдоль оси; при неподвижном соединении с натягом возможна частая разборка и сборка сборочных единиц (узлов); конические соединения обеспечивают хорошее центрирование деталей и герметичность.

Основные параметры конусов приведены на рис. 2.33.

Угол /2 между образующей конуса и осью называется углом наклона, а угол — углом конуса. Отношение разности D – d к длине конуса L равно 2tg/2 и называется конусностью С.

.

Уклон i = C/2 = tg /2. Основная плоскость – плоскость поперечного сече-ния конуса, в которой задают номинальный диаметр конуса (D или d). Базовая плоскость – плоскость, служащая для определения положения ос-новной плоскости (или дан-ного конуса относительно сопрягаемого с ним конуса).

Базорасстояние конуса Z_e, Z _i – осевое расстояние между основной и базовой плоскостями соответственно для наружного и внутреннего конусов.

Для конусов устанавливают допуски: диаметра конуса в любом сечении Т_D, в заданном сечении Т_DS; угла конуса АТ, формы конуса (допуск круглости Т_FR и допуск прямолинейности образующей Т_FL).

Допуски конусов деталей нормируют двумя способами:

1) совместным нормированием всех видов допусков допуском диаметра Т_D, одинаковым в любом поперечном сечении конуса; этот допуск ограничивает не только отклонение диаметра, но и отклонения угла и формы конуса, если эти отклонения не ограничены меньшими допусками;

2) раздельным нормированием каждого вида допусков: Т_DS - допуск в заданном сечении конуса - по ГОСТу 25307-82, АТ (в угловых АТ_ или линейных АТ_D единицах) - по ГОСТу 8908 - 81, Т_FR и Т_FL - по ГОСТу 24643-81.

По способу фиксации осевого расположения сопрягаемых конусов посадки подразделяют:

1) путем совмещения конструктивных элементов конусов (базовых плоскостей) (рис. 2.34, а); при этом способе фиксации возможно получение посадок с зазором, переходных и с натягом;

2) по заданному осевому расстоянию Z_pf между базовыми плоскостями (рис. 2.34, б); при этом способе фиксации возможно получение посадок с зазором, переходных и с натягом;

3) по заданному осевому смещению E_ конусов от их начального положения (рис. 2.34, в); при этом способе фиксации обеспечивается получение посадок с зазором и с натягом;

4) по заданному усилию запрессовки F_S, прилагаемому в начальном положении сопрягаемых конусов (рис.2.34, г); при этом способе фиксации возможно получение посадок с натягом.

а) б) в) г)

Рис. 2.34. Способы фиксации осевого расположения сопрягаемых конусов:

1 – базовые плоскости; 2 – начальное положение; 3 – конечное положение

В посадках с фиксацией путем совмещения конструктивных элементов и по заданному осевому расстоянию между базовыми плоскостями (см. рис.2.34, а и б) допуски конусов предпочтительно нормировать 1-м способом, поскольку в этих посадках величины зазоров или натягов зависят от предельных отклонений диаметров сопрягаемых конусов. В посадках с фиксацией по заданному осевому смещению или по заданному усилию запрессовки (см. рис. 2.34, в и г)допуски конусов предпочтительно нормировать 2-м способом, т.к. в этих посадках величины зазоров или натягов определяются условиями сборки. На неравномерность зазоров или натягов и на длину контакта оказывают влияние только допуски угла и формы конуса, допуски диаметра влияют на базорасстояние соединения

На рис. 2.35 представлены эскизы конического соединения, а также наружного и внутреннего конусов с допусками, проставленными по ГОСТу 2.320 – 82.