Розрахунок і вибір посадок з гарантованим зазором

Послідовність виконання

Вихідними даними для розрахунку і вибору посадок являються: d_n – номінальний діаметр вала, мм; l – довжина вала, мм; ω – кутова швидкість, рад/с; η – абсолютна в’язкість масла, Па·с; p – середній питомий тиск в підшипнику, Па; Ra_D і Ra_d – шорсткість поверхні втулки і вала, мкм.

 

1. Визначається величина hS:

де h – товщииа масляного шару в місці найбільшого зближення поверхонь вала і отвору в робочому стані, мкм;
S – зазор між валом і отвором у стані спокою, мкм.

2. Визначається найвигідніший зазор:

3. Визначається розрахунковий зазор з врахуванням 70% мікро-нерівностей на поверхнях отвору і вала:

4. За таблицями (додаток 6) визначається посадка, що задовольняє умові S_розр≈S_{сер.табл.}, де

В першу чергу посадку слід вибирати із числа кращих; посадки у яких S_min=0 приймати не рекомендується.

 

5. Визначається мінімальна товщина масляного шару:

6. Перевіряють достатність шару мастила:

7. Викреслюється схема полів допусків вибраної посадки і спря-ження в зборі і подетально.

8. Вибираємо універсальний засіб вимірювання, виходячи з умови, що гранична похибка Δlim засобу вимірювання не перевищує допустимої похибки вимірювання Δвим, тобто Δlim ≤ Δвим.

ПРИКЛАД

Початкові дані:

номінальний діаметр вала – d_n=70∙10^-3 м;

довжина спряження – l=100∙10^-3 мм;

кутова швидкість – ω=100 рад/с;

абсолютна в'язкість масла – η=0,02 Па∙с;

середній питомий тиск – p=2,16∙10⁶ Па;

шорсткість поверхні – Ra_D=6,3 мкм, Ra_d=3,2 мкм.

ВИКОНАННЯ

1. Визначаємо величину hS:

2. Визначається найвигідніший зазор:

3. Визначається розрахунковий зазор:

4. За таблицями (додаток 6) вибираємо посадку, що задовольняє умови S_розр≈S_{сер.табл}. Такій умові відповідає посадка Ø ,у якої S_min.табл=30 мкм;S_max.табл=90 мкм; S_сер.=(90+30)/2=60 мкм.

5. Визначається мінімальна товщина масляного шару:

6. Робимо перевірку на достатність h_min:

;

.

7. Вибираємо універсальні засоби вимірювання деталей. За табли-цею (додаток 4) визначаємо допустиму похибку вимірювання: для отвору Δвим= 9 мкм, для вала Δвим= 9 мкм. За таблицею (додаток 5) для отвору вибираємо індикаторний нутромір, у якого Δlim= 5,5 мкм. Для валу вибираємо мікрометр, у якого Δlim= 6 мкм.

8. Викреслюємо спряження в зборі і подетально (рис. 2.1).

9. Викреслюємо схему розміщення полів допусків деталей з'єднання (рис. 2.2).

Рис. 2.1. Позначення посадок і відхилень на складальному і деталювальному кресленнях

Рис. 2.2. Схема полів допусків з'єднання Ø

Розрахунок і вибір посадок з гарантованим натягом

Послідовність виконання

Вихідними даними для розрахунку і вибору посадок являються: d_n – номінальний діаметр вала, мм; D₂ – зовнішній діаметр втулки, м; l – довжина спряження, мм; M_кр – крутний момент, що передається, Н∙м²; f = 0,1 – коефіцієнт тертя; Ra_D і Ra_d – шорсткість поверхні втулки і вала, мкм; E_D і E_d модулі пружності матеріалів втулки і вала; σ_T – границя текучості, Н∙м²; μ_D і μ_d – коефіцієнт Пуассона для матеріалів втулки і вала.

 

1. Визначається величина мінімального питомого тиску між поверх-нями вала і втулки:

2. Визначається мінімальний натяг N_min, мкм який потрібний для передачі заданого навантаження:

де C_D і C_d конструктивні коефіцієнти, що визначаються за формулами:

та ,

де d₁ – внутрішній діаметр вала; якщо вал суцільний, тобто d₁=0, то C_d=1-μ_d.

3. Визначається розрахунковий натяг:

4. За таблицями (додаток 7) вибирається посадка, що задовольняє умові N_{min.табл.}≥N_розр.

5. Визначається максимальний питомий тиск на контактних поверх-нях:

 

 

6. Визначається максимальне напруження у втулці:

7. Проводиться перевірка правильності вибраної посадки: .

8. Вибирається універсальний засіб вимірювання, виходячи з умови, що гранична похибка Δlim засобу вимірювання не перевищувала допустиму похибку вимірювання Δвим, тобто Δlim ≤ Δвим.

9. Викреслюється схема полів допусків вибраної посадки і спряжен-ня в зборі і подетально.

ПРИКЛАД

Початкові дані:

номінальний діаметр вала – d_n=50∙10^-3 м;

зовнішній діаметр втулки – D=80∙10^-2 м;

довжина спряження – l=30∙10^-3 м;

крутний момент – M_кр=164 Н∙м;

шорсткість поверхні – R_ZD=10 мкм, R_Zd=6,3 мкм;

матеріл втулки і вала – сталь 50;

модуль пружності – E_D=E_d=2,1∙10¹¹ Н/м²;

границя текучості – σ_Т=370∙10⁶ Н/м²

ВИКОНАННЯ

1. Визначаємо величину мінімального питомого тиску між спряже-ними поверхнями втулки і вала:

2. Знаходимо мінімальний натяг:

де

;

.

3. Визначаємо розрахунковий натяг:

4. За таблицею (додаток 7) знаходимо, що умові N_{min.табл.}≥N_розр задовольняє посадка Ø , у якої N_{min.табл.}=31 мкм, а N_{mах.табл.}=109 мкм.

5. Визначаємо максимальний питомий тиск на контактних поверх-нях:

6. Визначаємо максимальне напруження у втулці:

.

7. Проводимо перевірку правильності вибраної посадки:

Так, як 368∙10⁶Н/м²<370∙10⁶Н/м², то посадка вибрана вірно.

8. Вибираємо універсальні засоби вимірювання деталей. За табли-цею (додаток 4), визначаємо допустиму похибку вимірювання: для отвору Δвим=10 мкм, для вала – Δвим=10 мкм. Для отвору вибираємо індикаторний нутромір уякого Δlim=10 мкм, а для вала вибираємо мікрометр, у якого Δlim= мкм.

10. Викреслюємо спряження в зборі і подетально (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Позначення посадок і відхилень на складальному і деталювальних кресленнях

11. Викреслюємо схему розміщення полів допусків деталей з᾿єднан-ня (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Схема полів допусків з'єднання Ø

ЗАВДАННЯ 3