Проектирование проушины с подшипником качения или шарнирным подшипником

Схема соединения представлена на рис. 6.4.

Исходными данными являются материал проушины, тип подшипника, нагрузка Р^р.

1. Подбирается подшипник по статическим разрушающим нагрузкам [10, 11]:

где n - число подшипников, воспринимающих силу Р^р. Выписываются его обозначение и размеры.

2. Вычисляется избыток прочности:

Рисунок 6.4

3. Определяется толщина δ проушины по условию заделки подшипника δ = в_n + 2а (в_n - ширина внешнего кольца подшипника; а - припуск на заделку подшипника по ОСТ 1.03841-76). Для подшипников с внешним диаметром D = 20-30мм принимается a = 0,2мм, для подшипников диаметром D_n = 30 - 40мм, а = 0,25мм, D = 40-50мм принимается a = 0,3мм.

4. Определяется ширина в` проушины из условия ее прочности на разрыв (1):

, откуда , здесь d_пр = D_n

5. Определяется минимальная ширина проушины из условия прочности при запрессовке подшипника (см. подразд. 1.4. п. 9):

в_min = d_пр + 2x_min .

6. Находится ширина проушины:

в = max(в`, в_min) .

Найденное значение округляется до ближайшего большего в соответствии с ГОСТ 8032-84.

7. Вычисляется напряжение в проушине:

8. Рассчитывается избыток прочности

В соединениях «ухо-вилка» подшипник выгоднее устанавливать в среднюю проушину (ухо). В этом случае требуется лишь один подшипник и достигается минимальная трудоемкость сборки. Для соединений, допускающих перекос, это единственно возможный вариант конструкции (такими соединениями являются, например, узлы навески рулевых поверхностей).

Из условия недопустимости контакта деталей, а следовательно и повреждения их покрытий, торцевые поверхности проушины должны разобщаться. Это достигается либо применением подшипников, внутреннее кольцо которых шире наружного (см. рис. 6.4), либо установкой в ушки вилки втулок буртиками внутрь (см. рис. 6.3,а, поз. 1). Величина зазора l (рис. 6.4) определяется допускаемым перекосом:

где φ - допустимый для подшипника или соединений угол перекоса.

С учетом штамповочного (литейного) уклона и радиуса сопряжения ушка вилки с основанием зазор l ₁ = (2 - 5) мм.

При конструировании узлов навески рулей и элеронов можно пользоваться стандартными вариантами конструкций [12, 13].