ПОСАДКИ СОПРЯГАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

10.1. Рекомендации по применению допусков и посадок при проектировании редуктора(подробнее допуски и посадки изложены в приложении 7)

Переходные посадки H/j_s, H/k, H/m, H/n используют в неподвижных разъёмных соединениях, в частности, в соединениях отверстий в ступицах зубчатых колёс с посадочными поверхностями валов. Обозначения посадок соединяемых деталей следует понимать следующим образом:

· числитель дроби относится к отверстию (все буквенные обозначения отверстия выражаются прописными, т.е. большими буквами, а валов – строчными (маленькими) буквами);

· знаменатель дроби – к валу;

· буквы обозначают основные отклонения отверстия или вала. Правило: основное отклонение – это одно из двух отклонений, либо верхнее, либо нижнее, которое ближе к нулевой линии, соответствующей номинальному размеру. Положение основных отклонений приведено на диаграмме, а значения в таблицах основных отклонений стандарта ГОСТ 25346-89. «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений».

· основное отклонение «Н», при котором наименьший размер отверстия равен номинальному диаметру соединения, относится к основному отверстию. В стандарте предусмотрено два вида посадок: посадки в системе отверстия и посадки в системе вала. Первые образуются на базе основного отверстия H, вторые – на базе основного вала h;

· термин «посадки» означает характер соединения отверстия и вала. Различают посадки с зазором, натягом или переходные посадки. При зазоре размер отверстия больше размера вала и возможно их взаимное перемещение. При натяге размер вала больше размера отверстия и образуется неподвижное соединение. При переходных посадках размеры отверстий и валов так близки друг к другу, что нельзя заранее предсказать: в соединении будет зазор или натяг.

Переходные посадки обеспечивают центрирование деталей за счёт небольших зазоров и натягов в соединении. Чем точнее центрирование, тем меньше отклонение оси зубчатого венца от оси вращения вала с этим зубчатым колесом. Это проявляется в радиальном биении зубчатого венца, т.е. в сближении или удалении отдельных зубьев в зацеплении при вращении зубчатых колёс. Радиальное биение зубчатых венцов приводит к динамическим нагрузкам в зацеплении, вибрациям, шуму, повышенному износу и снижению долговечности зубчатых передач.

Приведенные переходные посадки записаны в таком порядке, что при рассмотрении их слева направо уменьшаются зазоры и увеличиваются натяги в соединении отверстия с валом. Чем больше зазоры и меньше натяги, тем легче осуществить сборку деталей, но тем меньшее значение крутящего момента способно передать это соединение. Это также ухудшает центрирование зубчатых колёс. Для гарантии передачи необходимого крутящего момента применяются дополнительные крепёжные средства: шпонки, штифты, стопорные винты и т.п.

Для того чтобы получить небольшие зазоры и натяги, переходные посадки предусмотрены только в 4 – 8 квалитетах (квалитеты – это степени точности. Чем меньше число, тем точнее деталь). Точность вала принимается, чаще всего, на один квалитет выше точности отверстия.

Для рассмотренного примера определим допуски и посадки зубчатых колёс на промежуточный и тихоходный валы. В соответствии с таблицей 17 примем для посадочных мест этих валов под колёса стандартные значения диаметров в качестве номинальных размеров: для промежуточного вала – 48 мм, для тихоходного вала – 60 мм. Для отверстий того и другого зубчатого колёса примем основное отклонение «Н», т.е. это основные отверстия, и выбраны посадки в системе отверстия. Выберем достаточно высокую степень точности отверстия – 7 квалитет. Переходная посадка в соединении обеспечивается за счёт основных отклонений валов. Степень точности для валов примем более высокую – 6 квалитет. Так как промежуточный вал передает меньший по величине крутящий момент, то для этого вала можно принять основное отклонение k или m, для наиболее нагруженного тихоходного вала примем основное отклонение n, для которого характерны меньшие значения зазоров и большие значения натягов.

Таким образом, на сборочном чертеже для соединения отверстия зубчатого колеса и промежуточного вала следует указать посадку, например, ǿ48 H7/k6, а для тихоходного вала редуктора – ǿ60 H7/n6.

10.2. Рекомендации по выбору посадок подшипников качения на валы и в корпуса(подробнее допуски и посадки изложены в приложении 7)

Для соединения вала с подшипником применяются переходные посадки с основными отклонениями валов: j_s, k, m, n. В такой последовательности увеличиваются натяги. Чем больше радиальная нагрузка на подшипник P_R, тем больше должны быть натяги.

Интенсивность радиальной нагрузки определяется по формуле

P_R = Rr/b, (47)

где Rr – радиальная составляющая реакции опоры, Н; b – ширина подшипника, мм. Для быстроходного вала радиальная составляющая реакции опоры Rr = 2202 Н, для тихоходного валов эта составляющая реакции опоры Rr = 6463 Н (см. табл. 17). Ширина подшипника 46305 быстроходного вала b = 15 мм, подшипника 211 тихоходного вала b = 21 мм.

Интенсивность радиальной нагрузки P_R для этих валов в соответствии с формулой (47) соответственно равна 147 и 308 Н/мм.

Для выбора подшипниковых посадок рассматриваемых валов используем данные таблицы 18.

Таблица 18. Допустимые интенсивности радиальных нагрузок на посадочной поверхности вала

Для быстроходного вала диаметра d = 25 мм при P_R = 147 Н/мм следует выбрать посадку m5, m6 и изготавливать посадочное место вала под подшипник размером d_Б = ǿ25m6, для тихоходного вала диаметра d = 55 мм при P_R = 308 Н/мм – размером d_Т = ǿ55n6 (табл. 18).

Наружные кольца подшипников устанавливаются в корпус неподвижными. В этом случае нагрузка передается на одни и те же участки беговой дорожки кольца, т.е. это кольцо находятся в условиях местного нагружения. Остальные части беговых дорожек не несут нагрузки. В результате эти подшипники будут быстро выходить из строя, т.к. на нагруженных участках появятся контактные разрушения в виде ямочек (питтинга), что вызовет шум и вибрацию редуктора. Чтобы этого не допустить, рекомендуется обеспечить установку наружных колец в корпус с небольшими зазорами. Во время работы редуктора под действием толчков и вибраций наружное кольцо постепенно поворачивается по посадочной поверхности расточек корпуса. Благодаря этому износ беговой дорожки происходит равномерно по всей беговой дорожке кольца. Посадочные места редуктора под наружные кольца рекомендуется выполнять по допускам H7 или H8. В частности, для рассматриваемого примера посадочные места в корпусе под подшипники 46305, 46308 и 211 должны иметь размеры: для быстроходного вала D_Б = ǿ52H7, для промежуточного вала D_пр = ǿ80H7 и для тихоходного вала D_Т = ǿ100H7.