3.2. Допуски формы и расположения поверхностей деталей под подшипники качения

в настоящее время подшипники качения являются основным видом опор в машинах. В этой связи особое значение приобретает оптимальный выбор допусков расположения поверхностей, предназначенных для установки подшипников качения.

Взаимный перекос внутреннего и наружного колец подшипников вызывает появление дополнительного сопротивления вращению вала. Чем больше этот перекос, тем больше потери энергии и меньше срок службы подшипников.

Суммарный угол взаимного перекоса колец подшипника (рис. 3.7) в общем случае состоит из ряда углов, вызванных отклонениями расположения базовых элементов деталей:

где % - суммарный допустимый угол взаимного перекоса колец подшипников качения, рекомендуемые значения угла, установленные ГОСТ 3325-85, приведены в табл. 3.8 ;

-угол, вызванный отклонением от соосности посадочной поверхности вала относительно общей оси (рис. 3.8, а);

(?2 - угол, вызванный отклонением от перпендикулярности базового торца вала или деталей, установленных на нем, относительно общей оси посадочных поверхностей вала (см рис. 3.8, б); допустимые значения угла и соответствующие ему торцовые биения, установленные ГОСТ 3325-85, приведены в табл. 3.9;

(?з - угол прогиба линии вала под действием нагрузки (см. рис.3.8, е); значение угла рассчитывается по соответствующим формулам;

04 - угол, вызванный отклонением от соосности посадочной поверхности отверстия относительно общей оси отверстий (см. рис .3.8, г);

(?5 - угол, вызванный отклонением от перпендикулярности базового торца корпуса относительно общей оси (см. рис. 3.8, д)\ допускаемые значения угла и соответствующие ему торцовые 2 биения, установленные ГОСТ 3325-85, приведены в табл. 3.10.

Таблица 3.!

Общая ось

рис 3.8

в общем случае синтез погрешностей должен проводиться, безусловно, с учетом вероятности возникновения причин, вызывающих перекосы у колец подшипника качения. но сложение всех углов вероятностным методом не оправдано, так как при вращении вала перекос внутреннего кольца подшипника в результате отклонения от соосности шеек вала в каждый момент времени может как складываться с остальными погрешностями, так и вычитаться. поэтому в учебных целях будем рассматривать самые неблагоприятные расположения погрешностей, когда суммарный угол перекоса равен сумме составляющих погрешностей.

зная допустимый суммарный перекос и ряд составляющих его частей, можно найти долю перекоса, приходящуюся на отклонения, например, от соосности поверхностей вала и корпуса в,:

д [в-(в2+вз+в5)]

14 2

между углами перекоса колец подшипника и соответствующими предельными отклонениями у деталей существует определенная зависимость. например, отклонения от соосности рассчитывают на основании геометрических построений:

для вала (см. рис. 3.8, а) А] 0.5-1 . мм ,

для отверстий в корпусе (см. рис. 3.8, г) 4j « 0.5 / , мм , где в) и 04 -углы, вызванные отклонением от соосности, рад;

/-длины посадочных поверхностей, мм. связь между торцовыми биениями и вызываемыми ими углами перекоса 02 и % более сложная, поэтому эти значения рассчитаны по рекомендациям [ 5, 8 ] (см. табл. 3.9 и 3.10).

Таблиьр 3.9

Рассмотрим подробнее причины, вызывающие появление углов перекоса 02 и в. Для определения допусков взаимного расположения, влияющих на эти параметры, необходимо рассмотреть различные крепления подшипников в корпусе и на валу.

При анализе разного вида креплений подшипников на валу можно выделить три наиболее характерные схемы.

Схема 1 (рис. 3.9, а). На точность положения внутреннего кольца подшипника влияет только торцовое биение заплечиков вала, следовательно, допуск на отклонение берется непосредственно из табл. 3.9.

Схема 2 (см. рис. 3.9, б). На точность положения кольца подшипника влияют отклонения от параллельности торцов втулки и торцовое биение заплечиков вала. В этом случае табличное значение делится на две части, одна из которых относится к отклонению от параллельности торцов втулки, а другая - к торцовому биению заплечиков вала.

Схема 3 (см. рис. 3.9, е). Зубчатое колесо сопрягается с валом по одной из посадок с натягом и l/d>0.e. в этом случае основной базой является цилиндрическая посадочная поверхность колеса, а перекос подшипника вызывается отклонением от параллельности торцов втулки и биением торца колеса относительно оси посадочного отверстия.