3.1.3 Пример выполнения расчёта.

Исходные данные:

d=150 мм – диаметр цапфы вала;

l=200 мм – длина цапфы;

n=500 мин¹ – частота вращения вала;

R=10 кН – нагрузка на цапфу;

Сталь 45 закалённая – материал вала;

БрАЖН10-4-4 – материал втулки;

t_п=50ºС – рабочая температура подшипника;

Рекомендуемые по таблице 2.68 [2]:

R_aD=0,6 мкм – шероховатость поверхности втулки;

R_ad=0,4 мкм – шероховатость поверхности вала.

1. Определяется величина среднего удельного давления по формуле (1.1):

Па;

2. Устанавливаем допускаемую минимальную толщину масляного слоя по зависимости:

[h_min]=k(4R_aD +4R_ad + )=2(2,4+1,6+2)=12 мкм;

3. Определяем величину А_h по формуле (1.2):

Н с/м² при t_п=50ºС, так как для смазки используем индустриальное масло марки И-20А.

рад/сек – угловая скорость вала.

4. По графику на рисунке 5.а , при A_h=0,095 и l/d=0,2/0,15=1,3 определяем X_min, в нашем случае X_min=0,3 и A_x=0,51, затем по формуле (1.6) рассчитываем минимальный допускаемый зазор [S_min].

мкм

5. По графику на рисунке 5.б, при A_h=0,095 и l/d=1,3, определяется максимальный относительный эксцентриситет X_max=0,99, по которому из формулы (1.7) рассчитываем максимальный допускаемый зазор [S_max]:

мкм.

6. Определяем оптимальный зазор по формуле (1.8). При X_opt=0,45 и A_opt=0,535 – по графику на рис 5, а:

мкм.

7. Из таблице зазоров (приложение 3 или табл. 1.47 [2]) по [S_max] и [S_min] выбираем посадку. Для интервала размеров свыше 120 до 180, в который входит размер d=150, рекомендуется посадка Н11/с11, у которой и . Условия (1.9) и (1.10) выполняется, так как

8. Определяем допуск на износ T_изн по формуле (1.11):

мкм

9.Используя рекомендации ГОСТ 24643-81 (таблицы 2.18, 2.19, 2.20 [1]), нназначаем допуск цилиндричности формы цапфы вала и отверстия вкладыша подшипника скольжения Ø150 : Т_=0,08 мм для 10-ой степени точности, при нормальной относительной геометрической точности (А) и 11-ом квалитете допуска размера.

10. В графической части строим схему полей допусков с изображением запаса на износ, чертим узел подшипника скольжения и детали с простановкой полей допусков, предельных отклонений и допуска цилиндричности (рис. 6). Предельные отклонения для выбранных посадок определяем по СТ СЭВ 144-75 (табл. 1.27 и 1.28 [2]) для Ø150 :

ES=+250 мкм, EI=0

es=-210 мкм, ei=-460 мкм.

Рисунок 6 - Схема полей допусков и обозначение размеров на чертежах узла и деталей подшипника скольжения

3.2 Задача №2. Расчёт и выбор посадок с натягом.

1. Для соединения, подверженного действию осевой силы и крутящего момента, рассчитать и выбрать посадку, обеспечивающую относительную неподвижность деталей при сборке.

2. Выполнить схему расположения полей допусков и чертежи соединения и деталей в соответствии с ЕСКД, с простановкой буквенных обозначений и числовых величин предельных отклонений размеров, параметров шероховатости и входных фасок.

Исходные данные.

Соединением с натягом является сопряжение ступицы 4 и венца 5 червячного колеса узла редуктора (см. рис.1) по диаметру. Варианты исходных данных приведены в таблице 2.

Условия, одинаковые для всех вариантов заданий.

Шероховатость поверхностей:

ступицы (вала) – R_ad=0.8…3.2 мкм;

венца (отверстия) – R_aD=0.8…3.2 мкм.

Температура:

сборки – t_сб=20ºС;

рабочая – t_р=50ºС.

Сборка механическая, без смазки, под прессом.