2 Расчет и выбор переходной посадки

Выбор переходных посадок определяется точностью центрирования и легкостью сборки и разборки соединения. Для создания запаса точности, для компенсации погрешностей формы и расположения поверхностей сопрягаемых деталей, смятия деталей, а также износа деталей при повторных сборках наибольший допустимый зазор необходимо определять по формуле

где F_r - допустимое радиальное биение детали типа отверстия;

k_Т - коэффициент запаса точности.

При подборе переходной посадки по ГОСТ 25347-82 для обеспечения оптимальности посадки следует соблюдать условия:

1) посадка должна быть предпочтительной и иметь S _max ≤ S _max.расч

2) из всех посадок, отвечающих условию 1), по табл. 1.48 [2] выбирается посадка, у которой N_max имеет наименьшее значение.

В выбранной посадке нужно оценить вероятность получения зазоров и натягов по следующей методике:

1. Предположить, что рассеяние размеров отверстия и вала подчиняется закону нормального распределения и допуск деталей равен величине поля рассеяния, т.е. T=6σ

2. Рассчитать σ_D , σ_d и σ по формулам:

где σ_D , σ_d и σ - среднее квадратическое отклонение деталей типа отверстия, вала и посадки соответственно.

3. Определить величину среднего зазора S_m = (S_max+S_min)/2.

4. Определить значение Z, соответствующее найденному S_m:

5. По табл. 1.1 [2] значений функций Лапласа определить Ф(Z).

6. Определить вероятность получения зазоров и натягов (в процентах):

3 Расчет и выбор посадки с зазором

Для подвижных соединений, которые должны работать в условиях жидкостного трения, т.е. подшипников скольжения, зазоры рассчитываются на основе гидродинамической теории трения.

Основными эксплуатационными характеристиками подшипников скольжения являются: а) максимальная надежность по толщине масляного слоя; б) точность центрирования; в) долговечность работы.

Жидкостное трение создается в определенном диапазоне зазоров, ограниченном наименьшим S_min и наибольшим S_max функциональными зазорами, которым соответствует величина масляного слоя h_min. При эксплуатации подшипника с первоначальным зазором S_minF, вследствие увеличения зазора из-за износа сопрягаемых деталей, толщина масляного слоя будет вначале возрастать, а затем снижаться, вплоть до его разрыва при S_maxF и прекращения режима жидкостного трения. Чтобы масляный слой не имел разрывов, вызванных шероховатостью сопрягаемых поверхностей, его минимальная толщина h_min должна быть не менее суммы величин микронеровностей сопрягаемых поверхностей

h_min k _жт [(R_aD+ R_ad)4+ Δ]

где k _жт - коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя;

R_aD R_ad - среднее арифметическое отклонение профиля поверхностей втулки и

вала, мкм;

Δ - добавка, учитывающая отклонение реальных параметров от

расчетных (Δ = 2 мкм).

Безразмерная величина А _h, зависящая от относительного эксцентриситета  и отношения l/d , рассчитывается по формуле

где μ - динамическая вязкость масла, Пас;

ω – угловая скорость вращения вала, с ^–1;

Р=R/(l·d) - среднее удельное давление, Па;

R - радиальная нагрузка, Н;

l, d - соответственно длина подшипника и его номинальный диаметр, м.

Поскольку величина А_h зависит в свою очередь от относительного эксцентриситета и отношения l/d , то по табл. 1.98 [2] при заданном l/d, применяя линейную интерполяцию, можно определить значения минимального _min и максимального _max относительных эксцентриситетов, при которых толщина масляного слоя равна h_min. Относительный эксцентриситет _min должен быть не меньше 0,3, так как при значениях _min<0,3 создается неустойчивый режим работы подшипника и могут возникнуть автоколебания вала.

По найденным значениям _min и _max рассчитываются наименьший и

наибольший допускаемые функциональные зазоры:

Если величина _min получается меньше 0,3, то по табл. 1.98 определяется значение А_х при заданном l/d и =0,3, а величина S_minF рассчитывается по формуле

Поскольку для обеспечения жидкостного трения необходимо соблюдение условия h ≥ h_min, то условия подбора посадки с учетом износа и шероховатости поверхностей деталей должны быть следующими:

1) S_min ≥S_minF ;

2) S_max < S_maxF - 8(R_aD+R_ad)

По табл. 1.47 [2] подбирается посадка, при которой выполняются эти условия. Для подобранной посадки необходимо рассчитать коэффициент запаса точности k_T , а также общий запас зазора S_з, состоящий из запаса на износ S_и и запаса на минимальную толщину масляного слоя S_hmin :

S_з = S_и + S_hmin =(S_maxF - S_minF)-(T_D+T_d).

Если посадок, удовлетворющих условиям 1) и 2), окажется несколько, то оптимальной из них, с точки зрения точностных характеристик, будет та, которая обеспечивает наибольший коэффициент запаса точности или наибольший запас зазора.

Если рекомендуемые посадки не обеспечивают выполнение указанных условий, то посадка составляется из стандартных полей допусков по ГОСТ 25347-82 [2].