Расчёт и выбор посадок с зазором

Наиболее распространённым типом ответственных подвижных соединений являются подшипники скольжения, работающие со смазкой. Для обеспечения наибольшей долговечности необходимо, чтобы при установившемся режиме подшипники работали с минимальным износом. Это достигается при жидкостном трении, иногда поверхности цапфы и вкладыша подшипника разделены слоем смазки и трение между металлическими поверхностями заменяется внутренним трением в смазочной жидкости.

Мы за недостатком времени не будем излагать методику расчёта, она приведена в учебниках. Идея метода заключается в следующем: необходимо рассчитать величину зазора в сопряжении, который с учётом возможного износа и эксплуатационных нагрузок обеспечивал жидкостное трение. По рассчитанному зазору выбирают посадку.

Примерные области применения некоторых рекомендуемых посадок с зазором

Посадки типа (S_min = 0; S_max = TD + Td) назначают преимущественно для сопряжения с точным центрированным центрированием, в которых допускается проворачивание и продольное перемещение деталей при регулировке, а иногда и при работе. Эти посадки можно использовать вместо переходных. Для вращающихся деталей их перемещают только при малых скоростях и нагрузках.

- для точного центрирования (тиноль в задней бабке станка);

- (предпочтительная) – при меньших требованиях к точности центрирования (сменные шестерни станков, корпуса под подшипники качения);

- (предпочтительная) – для центрирующих поверхностей при пониженных требований к точности центрирования и сносности.

Посадки иногда применяют в 9-12 квалитетах при низких требованиях кточности центрирования (муфты, шкивы).

Посадки ;;(предпочтительная) имеют самый наименьший гарантированный зазор из всех посадок с зазором. Они применяются для точных подвижных соединений, требующих гарантированного, но небольшого зазора (золотниковые механизмы,шпиндели делительных головок, плунжерные пары).

Посадки (предпочтительная);- самые распространённые из всех подвижных. Применяют в подшипниках скольжения при малых нагрузках (поршневых компрессорах, двигателях внутреннего сгорания).

Посадки ,(предпочтительная) обеспечивают легкоподвижное соединение при жидкостном трении. Применяют для быстровращающихся валов больших машин. Посадкуприменяют для крупных подшипников скольжения в тяжёлом машиностроении.

Посадки типа применяют сравнительно редко. Например,применяют в поршневых компрессорах, подшипниках скольжения крупных типоразмеров при относительно малых нагрузках.

Посадки ,имеют большие гарантированные зазоры и используются для соединений с высокой точностью центрирования, подверженных неравномерному нагреву. Чтобы зазоры компенсировали температурные деформации (турбины, турбокомпрессоры). Под нагревом зазоры в таких соединениях уменьшаются.

Выбор посадок с натягом

Посадки с натягом предназначены для получения неподвижных, неразъёмных соединений без дополнительного крепления деталей. Относительная неподвижность деталей обеспечивается за счёт сил сцепления, возникающих на контактирующих поверхностях вследствие их деформации, создаваемой натягом при сборке соединения.

В общем случае соединение состоит из полого вала и втулки.

Задача определения напряжений и перемещений в толстостенных полых цилиндрах носит название задачи Ламэ.

Приведём некоторые зависимости, полученные из решения задачи Ламэ.

Для случая нагружения соединения осевой силой Р минимальный расчётный натяг определяется формулой:

N_{min расч.} .

где С₁ и С₂ – коэффициент Ламе.

Для случая нагружения соединения крутящим моментом М_кр минимальный расчётный натяг определяется формулой:

N_{min расч.} .

где: D – номинальный диаметр сопряжения;

l – длина сопряжения;

f – коэффициент трения в сопряжении;

Е₁ и Е₂ – модули упругости материала вала и втулки;

С₁ и С₂ – коэффициент Ламе.

С₁ ; С₂ ;

где: μ – коэффициент Пуассона.

В необходимых случаях сопряжения проверяют на прочность, чтобы напряжения на контактирующих поверхностях не превышали допустимых.

По найденному минимальному расчётному натягу выбирают посадку.

Примеры применения посадок с натягом (в порядке возрастания натяга).

(предпочтительная) – для соединения тонкостенных деталей и при воздействии небольших нагрузок;

(предпочтительная) – для соединения тонкостенных втулок с корпусом кондуктора шатунных втулок с шатуном дизеля.

(предпочтительная) – для соединения центральной колонны крана с основанием.

–для соединения ступицы и венца червячного колеса; втулок подшипников скольжения в корпусе в изделиях тяжёлого машиностроения.

; – имеют самые большие гарантированные натяги и применяются при больших нагрузках, например, для соединения лап шагающего экскаватора с валом кривошипа.