Лирическое отступление
Что же такое подшипник, и зачем он нужен?
Про подшипники спето много песен, написано много стихов, но обычные люди узнают о подшипниках из этой статьи в Википедии. Также, о подшипниках можно узнать много, если ты поступил в вуз по специальности машиностроительной направленности, там же, если ты не деревянный, тебя научат делать простейшие расчёты, касающиеся правильного выбора этих самых подшипников. Но это всё сложно. Простыми словами, подшипник — это то, что позволяет крутиться, например, валу, находясь в неподвижном корпусе. На примере радиального подшипника, находящегося в корпусе редуктора — малая обойма (внутренняя) «сидит» на валу (шипе), а большая обойма (внешняя), сидит в отверстии корпуса. Крайняя часть вала называется шипом, а сам подшипник выступает в качестве опоры вала, и он находится «под шипом», так и получается название — подшипник.
Про тела качения в подшипниках
Чтобы свободно вращаться валу относительно корпуса, между обоймами помещены тела качения, они бегают по проточенным в обоймах направлениям в среде смазки, катаются. Тела качения могут быть разными. В основном это шарики, ролики, их подобия и их вариации. Также бывают подшипники скольжения, но там вместо шариков/роликов используется масло, создающее клин, который позволяет вращаться двум обоймам друг относительно друга и не истираться (подшипники коленчатых валов ДВС, ярчайший пример).
Про воспринимаемые подшипниками нагрузки
Ещё также важно, как подшипник будет воспринимать нагрузку от вала. Если вал просто крутится горизонтально на подшипнике, то нагрузка будет радиальной, и подшипник называется радиальным, если вал должен крутиться вертикально и торцом (пяткой) он упирается в подшипник, то подшипник будет упорный (по конструкции он отличается от радиального радикально, хоть и тела качения могут быть одинаковыми). Ну и бывают радиально-упорные подшипники, которые должны воспринимать и радиальную и упорную нагрузку, типа как червяки в червячных редукторах. Червяк, хоть и располагается горизонтально, из-за больших усилий при вращении червяного колеса появляется ещё и усилие осевое, в общем, так радиально-упорные подшипники и воспринимают нагрузку, исходя из названия.
Лирическое отступление закончилось
Задача статьи, в первую очередь, показать пример построения подшипников разных типов используя КОМПАС-3D. Здесь не рассматривается построение всех-всех подшипников, которые только существуют в мире, здесь только информация об основных представителях вида, самых интересных и самых красивых, по мнению автора.
Основная, практическая часть
Рисуем подшипник шариковый радиальный однорядный по ГОСТ 8338-75
Выбранный ГОСТ распространяется на шариковые радиальные однорядные подшипники и определяет их основные размеры и массу. Из этого документа выберем размеры подшипника тяжелой серии диаметров 4, узкой серии ширин 0. Общая схема подшипника показана на Рисунке 1.
1. Рисуем внутреннее и внешнее кольцо
Операцией вращения рисуем 2 кольца подшипника, внешнее и внутреннее. Параметры профиля указаны в галерее ниже:
2. Рисуем тело качения и размножаем его до 9 штук
Снова операцией вращения рисуем тело качения — шарик. Диаметр шарика равен 27 мм. Так как в ГОСТ 8338-75 нет информации по количеству тел качения (про количество шариков в подшипниках написано в Технических условиях на изделие), будем считать, что в данном подшипники диаметр шарика именно 27 мм и количество их — 9. Выглядит вполне пропорционально и симпатично. Размеры и результат показаны на Рисунках ниже
3. Рисуем сепаратор для тел качения подшипника
Сепаратор в подшипнике не несёт нагрузки, он помогает упорядочивать шарики (равномерно распределяет их по пространству качения), частично несёт на себе смазку. Прилегает к кольцам подшипника и шарикам свободно, даже немного болтается, бывает. Бывают сепараторы разного вида, но мы изобразим, будто этот сепаратор состоит из двух прессованных пластинок, которые скрепляются заклёпкой с двух сторон.
Сначала рисуем кольцо с небольшим зазором от шарика, затем размножаем его по количеству шариков — до 9 шт. Затем создаём связи между кольцами и добавляем скругления по хорде. Размеры и результат показаны на Рисунках ниже:
Так и получается подшипник 414 по ГОСТ 8338-75, но чтобы каждый раз его не рисовать, используйте КОМПАСовскую библиотеку стандартных элементов.
Рисуем подшипник роликовый конический однорядный повышенной грузоподъёмности по ГОСТ 27365-87
Выбранный ГОСТ распространяется на однорядные конические роликовые подшипники повышенной грузоподъёмности, предназначенные для восприятия комбинированных радиальных и осевых нагрузок и определяет их основные размеры. Из этого документа выберем размеры подшипника серии диаметров 5, серии ширин 0, из Таблицы 4 этого ГОСТа, подшипник 7515А. Основные размеры и схема показаны на рисунке ниже:
1. Рисуем внутреннее и внешнее кольцо подшипника
Операцией вращения создаём 2 кольца подшипника. Наружное и внутреннее. Размеры и результат показаны на картинке ниже:
2. Рисуем тело качения (ролик) и размножаем его до 16 штук
Положение ролика, его размеры и уклоны сделаны условно, количество тоже сделано так, чтобы выглядеть приемлемо. ГОСТ 27365-87 не содержит информации о количестве и характере роликов, поэтому принимается таким, как на эскизе внизу.
Операцией вращения создаём ролик и массивом по концентрической сетке размножаем полученный ролик до 16 штук.
3. Рисуем сепаратор подшипника
Для удобства, скрываем полученные шагом ранее ролики. По заготовленному эскизу операцией вращения получаем сепаратор. Ещё одним заготовленным эскизом делаем вырез под ролик (тоже операцией вращения, но уже вырезанием вращением, симметрично, 18 градусов). Полученный вырез тоже размножаем до 16 штук, чтобы каждому ролику досталось по вырезу.
Так и получается роликовый радиально-упорный подшипник по ГОСТ 27365-75.
Рисуем упорный шариковый одинарный подшипник по ГОСТ 7872-89
Выбранный ГОСТ распространяется на одинарные и двойные шариковые упорные подшипники, а также на одинарные шариковые упорные подшипники со свободным самоустанавливающимся кольцом и подкладным кольцом или без него. Рисовать будем только подшипник типа 8000, а конкретно 8228Н, серии диаметров 2, серии высот 0. Схема приведены на Рисунке ниже:
1. Рисуем обоймы, две половинки подшипника
Данный подшипник иначе воспринимает нагрузку, нежели радиальный или радиально-упорный, поэтому конструктивно он очень легко разбирается на две обоймы-половинки, которые нужно не потерять. Используя заготовленный эскиз, операцией «выдавливание вращением» создаём две обоймы подшипника:
2. Рисуем тела качения и размножаем их до нужного количества
Тела качения, в данном случае, шарики, организованные сепаратором. По заготовленному эскизу создаём сферу и размножаем её до 18 штук.
3. Рисуем сепаратор, в заключение
Операцией выдавливания создаём по эскизу сепаратор. Выдавливаем симметрично, толщиной 3. На торцах сепаратора добавляем небольшое скругление, радиусом 1 мм.
Так и получается упорный подшипник 8228Н по ГОСТ 7872-89.