качения на валы и в корпуса

В редукторе опорами валов служат подшипники качения, которые совместно с расточками в корпусе и концами валов образуют подшипниковые узлы. Валы совместно с внутренними кольцами подшипников вращаются при работе редуктора, а наружные кольца в расточках остаются неподвижными. Подшипники воспринимают постоянные по направлению радиальные нагрузки, вызванные силами в зацеплении зубчатых колёс. Эти нагрузки действуют вдоль линии, соединяющей центры валов.

При постоянном направлении радиальной нагрузки беговые дорожки внутреннего и наружного колец испытывают различные виды нагружения. Внутреннее кольцо при вращении воспринимает постоянную по направлению радиальную нагрузку через тела качения (шарики или ролики) последовательно всей окружностью беговой дорожки и передает её также последовательно всей посадочной поверхности вала. Такой вид нагружения называется циркуляционным, т.к. каждая точка беговой дорожки то входит в зону нагрузки, то выходит из неё.

Наружное кольцо не вращается относительно нагрузки и воспринимает её одним и тем же ограниченным участком беговой дорожки, передавая её соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности корпуса. Такой вид нагружения называется местным.

При циркуляционном нагружении нельзя допустить, чтобы между посадочными поверхностями вала и отверстия внутреннего кольца возникал зазор, т.к. это приведет к проскальзыванию и износу этих поверхностей с последующим увеличением зазора. Поэтому в таком соединении должен быть гарантированный натяг. Для того, чтобы с переходными посадками вала обеспечить гарантированный натяг, у основного отверстия внутреннего кольца поле допуска направлено в сторону уменьшения размера, т.е. в минус. Это противоположно направлению поля допуска у основного отверстия гладкого цилиндрического соединения, которое направлено в плюс, т.е. в сторону увеличение размера отверстия.

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

Таблица 7.2. Допустимые интенсивности радиальных нагрузок на посадочной поверхности вала

Интенсивность радиальной нагрузки определяется по формуле

P_R = Fr/b, (7.1)

где Fr – радиальная нагрузка на опору, 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 7.2.

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

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.