(рис. Ю.З). Так, поля допусков прреходиы.у посадок с основными отклонениями га, п при сопрякешш с внутрен-пнмн кольцами полигипииков дают посадки с небольшими гараитированиыми натягами. Такие посадки вполне подходят для соединения с валами тонких, хрупких и легко деформируемых колец гюдшипннков.
К Т0Ч1ЮСТИ формы и шероховатости посадочных поверхностей валов и отверстий предъявляют специальные требования. Напри.мер, в зависимости от классов точности подшипников овальность и конусность посадочных поверхностей не должны превышать 0,25 ... 0,5 допуска на размер, а шероховатость - Ru 0,32 ... 1,25 мкм.
Обозначения посадок подшинников-качения на чертежах. На сборочных чертежах и чертежах деталей рядо.м с номинальным размером дают условное обозначение поля допуска только поверхности, сопряженной с подшипником. Например, сопряжение подшипника с корпусом на рнс. 3.1 должно быть обозначеью 0 42У,7.
§ 10.3. Основные указания по выбору посадок
При ЕЫборе полей допусков учитывают тип машины, требования к точности вращения, характер нагрузок ([Юстоянные, переменные, ударные) и другие эксплуатационные условия, а также тпп, размеры и условия монтажа
[ЮДШНИИНКОВ.
На характер соединения подшипников с деталями механизмов бо.ггьпюе влияние оказывает вид нагружения капец подшипников качения. Вид нагружения зависит от того, какое кольцо вращается относительно результирующей радиальной нагрузки, действуюний на подшипник. Различают три вида нагружения колец: местное, циркуляционное и колебательное.
На рис. 10.4 показан радиальный подшипник качения, нагруженный радиалыюй силой Р,. постоянного направления. Наружное кольцо подшипника установлено в корпусе неподвижно, а внутреннее вращается вместе с валом с угловой скоростью о)п„. Об1цая нагрузка Р, приложенная к валу, передается от внутреннего кольца к наружному и далее на корпус через тела качения, расположенные в нагруженной зоне подшипника (под горизонталыюй осью). Величины силы /;„, /;,, Рг и т. д., нагружающие тела качения, зависят от их положения относительно линии действия силы (от углов у. 2у и т. д.) и могут быть най-
плавной кривой, получим эпюру нагружения дорожки качения иа-РУЖ1ЮГ0 кольца под-ишшшка. По условию равновесия подшипникового узла на внутреннее кольцо действуют реактивные силы (эпюра на внутреннем кольце).
Характеры нагружения дорожек качения обоих колец нодшипни-ка принципиально различны. По отношению
к наружному неподвижному кольцу вектор силы Р занимает постоянное положение. Следовательно, линии действия векторов сил р, pi, р„, не изменяя направления, проходят через неподвижные точки а, а, а. Таким образом, в одних и тех же точках дорожек качения наруж1Юго кольца прн работе подшипника возникают многократно повторяющиеся нормальные напряжения с максимальными амплитудами с, Oi, о». Следовательно, наружное кадьцо в данном случае нагружается только на ограчнчепном участке, т. е. ис1]Ытывает местное нагружение.
При местном нагружении кольцо воспринимает радиальную нагрузку Р„ постоянную по направлению, лишь ограниченным участком дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной, поверхности вала или корпуса.
Характерным для нагружения внутреннего кольца подшипника при принятых условиях является то, что за один оборот вала через зоны действия векторов сил Рг, Pi, Pq и т. д. последовательно проходят все точки (bi, Ы, Ьо и пр.) его дорожки качения. Ус.тов1ю можно считать, что эпюра реактивных сил р,, р, р„ вращаегся вместе с кольцом, занимая последователыю положения 1, И и т. д., и сила Рс нагружает всю дорожку качения. Такое нагружение называют циркуляционным.
При циркуляционном нагружении кольцо воспрптшает радиальную нагрузку Р последовательно всей (жружностью
дорожки качения и передает се всей посадочной поверхности вала или корпуса.
На рис. 10.5, а показан подшипник, иа который действует ностояпная по направ-тению нагрузка Р„ вращается нару><иое кольцо, внутреннее - неподвижно. Этот случай соответствует условиям работы подшипников качения колес транспортных машин, вращающихся на неподвижных осях. Наружное кольцо испытывает циркуляционное, а внуфишее - местное нагружение. В обоих примерах абсолютная и от1юсительная (по отношению к радиальной нагрузке Р) подвижности колец совпадают.
На рис. 10.5, б показан гюдшигпшк с иепо,твижиым наружным кольцом, нагруженный рад[1алы10Й силой Р„, которая вращается синхронно с внутренним кольцом (например, центробежная сила инерции). При этих условиях Э[1юра нагрузок неподвижна относительно внутреннего кольца и последовательно обегает дорожку качения наружного фактически неподвижного кольца, т. е. внутреннее ерищаюиееся кольцо испытывает местное нагружение и по отношению к действующей нагрузке является неподвижным, а наружное неподвижное кольцо испытывает циркул.чционное нагруокение и по отношению к силе Р„ является вращающи.ися. Этот пример показывает, что абсолютная и относительная подвижности колец могут не совпадать.
Подшипники качения могут быть нагружены одновременно двумя радиальными сила.ми: Р имеет гюстоянное, а Р„ переменное направления (рис. 10.5, в). В этом случае вид нагруження колец определяют по рав1юдсйствующей силе Р, = Рс + Р„, учитывая соотношение сил Р и Р., а также фактическое вращение колец. Допустим, наружное кольио неподвижно и обе силы приложены к внутришему
вращающемуся кольцу. При sthx условиях возможны два варианта.
1. Р, > Рс (рис. 10.5,). Вектор равнодействующей силы Р. совершает колебательпое движение в пределах дуги ЛВ и на этом же участке нагружает наружное неподвижное кольцо. Рекомендуем, приняв Р.: = 3 см и Р„ = = 6 см, построить в масштабе схему, подобную показан-1юй на рпс. 10.5, г и определить дугу АВ. Такой вид нагружения называют колебательным.
При колебательном нагружении кольцо воспринимает равнодействующую Р, двух радиальных нагрузок (Р - постоянная по направлению; Р„ - вращается; Р„ < ограниченным участком окруотости дорожки качения и передает ее соответспщ/юще.ну ограниченному участку посадочной поверхности корпуса или вала.
Вместе с тем внутрашее кольцо этого подшипника вращается относительно Р, и испытывает циркуляционное нагружение, так как через зону действия Р, последовательно проходят все точки его дорожки качения.
2. Рс < Pt. Вектор Р, вращается и нагружише колец соответствует схеме, показанной на рис. 10.5, б; внутреннее кольцо вращается вместе с вектором силы Я, и испытывает местное нагружение, а наруж1юе неподвижно и испытывает циркуляционное нагружение.
Рассмотренные случаи являются основными и их необходимо усвоить, чтобы овладеть методикой определе1шя вида нагружения колец 12, 4].
При отсутствии особых условий для колец, испытывающих местное нагружение, применяют посадки с зазором или с небольшим натягом, а при циркуляциошюм и колебательном нагружении - неподвижные гюсадкн с натягом или переходные. Это объясняется тем, что при неподвиж-1юм Закреплении кольца, испытывающего меспюе нагружение, максимальные напряжения всегда возникают в одной и той же точке его дорожки качения, т. е. в зоне действия силы /)„ (точка Со на рис- 10.4). Именно в этой зоне дорожки качения очень скоро могут появиться усталостные трещины и раковины. Сопряжение местно [шгружен-ного кольца с валом или корпусом при посадке с зазором или малым натягом допускает медленное проворачивание кольца под дейстием вибраций и толчков. Благодаря этому зона возникновения максимальных напряжений постепешю перемещается по всей дорожке качения кольца, исиытывакчдего местное нагружение, и срок службы
подшипника увеличится. Кольцо, подверженное действию циркуляционной нагрузки, долж1ю сидеть на валу или в корпусе сонершешю неподвижно, так как зазор в сопряжении уменьшает гоч1юсть вращения и приводит к раз-вальцовыванию более мягкой посадочной поверхности сопряженной детали закаленным кольцом подшишпжа.
Л1ежду телами качения и дорожками качения в работающем подшипнике необходим радиальный рабочий зазор, который влияег на долговечность подшипника и зависит от действующих нагрузок, рабочей температуры, начального и посадочного зазоров. Начальным радиальным зазором называют зазор, имеющийся в новом подшипнике. Посадочный зазор образуется в результате деформации колец после монтажа и влияет на рабочий зазор. Отсутствие радиалыюго рабочего зазора может привести к заклиниванию тел качения. В то же время уменыненпе рабочего зазора повышает равгюмерность нагружения тел качения в подпшшпже. Поэтому, особенно при больших нагрузках подшипники монтируют с некоторым предварительным натягом, который при работе переходит в небольшой зазор. В ответсгое1Н1ых случаях монтажный натяг между посадочной поверхностью и циркуляцио1шо нагружяшым кольцом находят расчетным путем 12, 191.
На выбор посадки сущесгоенно влияют условия монтажа п регулирова1шя подшишшков, материал и конструкция сопрягаемых деталей и т. д. Например, в зубчатых передачах редукторного типа рекомендуется подшипники сопрягать по полям допусков HI с корпусами и полям допусков /;6 с валами. Однако в коробке перемены передач (см. рис. 3.1) для сопряжения колец подшипников с корпусом 12 и вала,ми / п И лучше применить ноля допусков соответственно JJ п Д6. Подобгюе отступле1Н1е объясняется затруднеш1ыми условиями сборки подшипников с валами п повышешыми требова1шями к точности центрирования валов. Благодаря тому, что поле допуска внутреннего кольца подшипника расположено ниже нулевой линии (см. рис. 10.3), соединение подшипников с валами, обработанными по полю допуска jfi создает посадки с вероятньши небольшими натягами. Это облегчает сборку подшипников с валами внутри корпуса и обеспечивает неподвижносгь внутренних колец, испытывающих циркуляцион1юе нагружение. Сопряжения наружных колец подшипников с отверстиями в корпусе, обработанными по полям допуском JJ, образуют посадки
с вероятным небольшим зазором, что соответствует местному нагружению и обеспечивает достаточно высок\ю точность центрирования валов.
При выборе полей допусков ОСТ для обработки посадочных поверхностен налов и отверстий в корпусах следует пользоваться пособия.мп [1, 2, 41.
ГЛАВА 11
РАЗМЕРНЫЕ ЦЕПИ
§ 11.1. Термины, опрздэлзния н оЗозиачения
Качество машин и приборов обеспечивается в числе других мер точностью расположения деталей, узлов и механизмов, образующих конечные изделия. При этом число операций, связаш1ых с подгонкой деталей и регулированием их положения в процессе сборки, должно сводиться к .минимуму. Зазоры, предельные размеры и другие параметры, коордишфующие взаимное положение собираемых объектов, как правило, зависят от режимов работы, конструктивных, технологических и эксплуатационных особенностей деталей, узлов и конечных и.зделий, поэтому часто взаимосвязь между, предельными размерами и допусками собираемых деталей н узлов устанавливают с помощью расчетов, (х-нованных на теории размерных цепей.
Размерная цепь - совокупность размеров, образующих замкнутый контур и непосредственно участвуЕощпх в решении поставленной задачи. С помощью размерных цепей можно решать конструкторские, техпплогичсекие, измерительные н прочие задачи. Расчет размерных цепей позволяет обоснованно назначать донусии на" взаимосвч-занные размеры деталей н сборочных елнниц; облегчает правильную простановку размеров на чертежах, согласованную с порядком обработки деталей и сборки механизмов. Размерные цепи применяют для определения операционных допусков, пересчета к(Ч1структпрских баз на технологические, для выбора измерительных баз и т. д.
Заено размерной испи - один из размеров, образующих размерную цень (например, высота оси электродвигателя С, на рис. 11.1). Один н тот же механизм, даже одна деталь, могут иметь несколько размерных цепей. Например,
