Построить схемы расположения полей допусков колец подшипника с валом и корпусом. Определить предельные зазоры (натяги) в соединениях. Выполнить сборочный чертеж узла подшипника качения и деталировочные чертежи посадочных поверхностей вала и корпуса с указаниями размеров, полей допусков, шероховатости посадочных поверхностей и предельных отклонений формы вала и отверстия в корпусе.

     Подшипник 6-305 ГОСТ 8338 – 75  по таблице 96 [5, стр.117] и таблице 2 [6, стр. 189] расшифровываем, что шарикоподшипник радиальный, однорядного типа 0000. Класс точности подшипника – 6, средней серии диаметров 3 (6), широкой серии ширин 6 с мм, мм, мм, r=2, мкм, мкм.,. Для всех классов верхнее отклонение присоединительных диаметров принято равным нулю.

     Так как подшипник является готовым изделием с заводскими предельными отклонениями, то для образования посадки диаметры наружного и внутреннего колец приняты соответственно за диаметры основного вала и основного отверстия, а следовательно, посадки наружного кольца с корпусом осуществляют по системе вала, а посадки внутреннего кольца с валом – по системе отверстия.

     Посадку подшипника качения на вал и в корпус выбирают в зависимости от типа и размера подшипника, условий его эксплуатации, величины и характера действующих на него нагрузок и вида нагружения колец. Различают три основных вида нагружения колец: местное, циркуляционное и колебательное (СТ СЭВ 773 – 77).

     При местном нагружении кольцо воспринимает постоянную по направлению результирующую радиальную нагрузку R одним и тем же ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса, что имеет место, например, когда кольцо не вращается относительно нагрузки.

     При циркуляционном нагружении кольцо воспринимает результирующую радиальную нагрузку R последовательно всей окружностью дорожки качения и передает ее также последовательно всей посадочной поверхности и постоянно направленной нагрузке R.

     Посадки нужно выбирать так, чтобы вращающееся кольцо подшипника было смонтировано с натягом, исключающим возможность обкатки и проскальзывания этого кольца по посадочной поверхности вала или отверстия в корпусе в процессе работы под нагрузкой; другое кольцо нужно монтировать с зазором.

     Монтаж подшипника с натягом производят преимущественно по тому кольцу, которое испытывает циркуляционное нагружение. В данном случае это внутреннее кольцо подшипника. Наличие зазора между циркуляционно нагруженным кольцом и посадочной поверхностью детали может привести к развальцовыванию и истиранию металла сопряженной детали, что недопустимо. При циркуляционном нагружении колец подшипников посадки выбирают по величине Р_R – интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности. 

            , (2.1) 

     где R - радиальная нагрузка на опору, кН; b – рабочая ширина посадочного места, м; (В – ширина подшипника; r – радиус скругления кромок отверстия внутреннего кольца); k_П – динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки (при перегрузке до 150%, умеренных толчках и вибрации k_П = 1); F – коэффициент учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале F = 1); F_A = коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки Fr между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки F_A на опору (F_A= 1).

     

 кН/м.

     По таблице 4.82 из [5, стр. 818] определяем, что заданным условиям для вала соответствует поле допуска по ЕСДП СЭВ.

     Минимальный натяг, с которым должно быть смонтировано вращающееся кольцо подшипника. 

            , (2.2) 

     где R – радиальная нагрузка, кН; k - коэффициент (для подшипников средней серии 2,3).

       мм.

     Во избежание разрыва колец подшипника наибольший натяг посадки не должен превышать допускаемого натяга 

            , (2.3) 

     где [у_р] - допускаемое напряжение при растяжении (для подшипниковой стали [у_р] ≈ 400 МПа).

     

 мм.

     По таблице 4 [2, стр. 290] определяем предельные отклонения вала при допуске : мкм; мкм, а также найдём и следующие величины: 
Для размера Æ25 мм и класса точности 6, по таблице находим значения отклонения внутреннего кольца подшипника:

     Верхнее отклонение ES=0

     Нижнее отклонение EI=-0,008 мм

     Предельное отклонение вала Æ25 j_S 6.

     Принимаем систему отверстия:

     Верхнее отклонение es=0,0065 мм

     Нижнее отклонение ei= -0,0065 мм

1. Предельные размеры

    мм

    мм

       мм

       мм

     2. Допуски отверстия и вала

    мм

       мм

      3. Максимальный и минимальный натяги

    мм

       мм

     Из всего этого можно сделать вывод, что ; - так как оба условия выполнены, то, следовательно, посадка выбрана правильно.

     Схема расположения поля допуска кольца показана на рисунке 1.5.

     С зазором монтируют то кольцо, которое испытывает местное нагружение; при такой посадке устраняется заклинивание шариков, а кольцо, смонтированное с зазором, под действием толчков и вибраций постепенно поворачивается по посадочной поверхности, благодаря чему износ беговой дорожки происходит равномерно по всей окружности кольца. Срок службы подшипников при такой посадке колец с местным нагружением повышается. В данном случае местно нагруженным кольцом является наружное. Используя таблицу 8.6 [8, стр. 189], определяем посадку Æ62 Н7 в корпус для местно нагруженного кольца с посадочным диаметром 62 мм при перегрузке до 150%.

     Принимается система вала для наружного кольца подшипника es = 0; ei = - 11, для поля допуска Н7 при номинальном размере до 80мм предельные отклонения будут следующими: мкм, мкм. Кроме отклонений  также рассчитываются и другие параметры:  
мм;  
мм;  
мм;  
мм; 
Допуск размера для отверстия  
мм;  
Допуск размера для вала  
мм; 
Наибольший зазор  
мм;  
Наименьший зазор  
мм;  
Средний зазор  
мм;  
Допуск посадки  
мм.

     Теперь проведём проверку: мм.

     Схема расположения полей допусков показана на рисунке 2.5

     

     Рисунок 2.5 - Схемы расположения полей допусков колец подшипников качения, вала и отверстия 
 
 

 

     

      3 Взаимозаменяемость соединений сложного профиля

     3.1 Взаимозаменяемость резьбовых соединений

     Определить предельные размеры диаметров заданной резьбы и построить схему расположений полей допусков относительно номинального профиля резьбы.

     По ГОСТ 9150 – 59 из таблицы 85 [2, стр. 110] определяем основные размеры для метрической резьбы М 16-8h: М—резьба метрическая, 16 — номинальный диаметр d=16мм, 8h — поле допуска наружной резьбы болта.

     Результаты  вычислений приведены в таблице  3.1.

           Таблица 3.1

 

     Схемы полей заданной посадки по d и D, d₂ и D₂, d₁ и D₂ – показаны на рисунке 3.1. 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 3.1  Схемы полей заданной посадки по d и D, d₂ и D₂, d₁ и D₂ 

     Проверка годности резьбы М8-6h:

     При изготовлении резьбовых деталей неизбежны погрешности профиля резьбы и ее размеров, возможны неконцентичность диаметральных сечений и другие отклонения, которые могут нарушить свинчиваемость и ухудшить качество соединений. Для обеспечения свинчиваемости и качества соединений действительные контуры свинчиваемых деталей, определяемые действительными значениями диаметров, угла и шага резьбы, не должны выходить на предельные контуры на всей длине свинчивания. То есть свинчиваемость будет возможна, если выполнится условие: приведенный средний диаметр для наружной резьбы будет меньше максимального среднего диаметра резьбы ( ).

     Приведенный средний диаметр резьбы – это значение среднего диаметра резьбы, увеличенное для наружной или уменьшенное для внутренней резьб на суммарную диаметральную компенсацию отклонений шага и угла наклона боковой стороны профиля.

     Приведенный средний диаметр для наружной резьбы рассчитывается по формуле (3.1)

                             

,  (3.1)

     где - средний измеренный диаметр, мм;

      - диаметральная компенсация погрешностей шага резьбы, мкм;

      - диаметральная компенсация отклонений угла наклона боковой стороны профиля, мкм.

     Диаметральную компенсацию погрешностей шага для метрической резьбы определяют по формуле (3.2)

                        ,   (3.2)

     где - отклонение шага резьбы, мкм.

     Диаметральная компенсация отклонений угла наклона боковой стороны профиля:

                        ,   (3.3)

     где Р – шаг резьбы, мм;

      - отклонение половины угла профиля резьбы, мин.

     Величину при симметричном профиле резьбы находят как среднее арифметическое из абсолютных величин отклонений обеих половин угла профиля: