Задание № 7 расчет и выбор Посадок для различных соединений

Выбрать посадку:

а) для подшипника скольжения на основе расчета зазора, обеспечивающего наивыгоднейшие условия работы;

б) для прессового соединения, обеспечивающего передачу заданного крутящего момента и прочность детали-втулки.

Исходные данные:

Для подшипника скольжения

Для сопряжения с зазором
Параметры	По предпоследней цифре номера зачетной книжки
	0 или 5	1 или 6	2 или 7	3 или 8	4 или 9
d,мм	50	60	70	80	85
l, мм	80	85	90	100	110
Параметры	По последней цифре номера зачетной книжки
	0	1	2	3	4
n,об/мин	700	750	850	800	900
p, кг/см2	9	7	8	6	10
μ,сП	17	20	14	22	18
Параметры	По последней цифре номера зачетной книжки
	5	6	7	8	9
n,об/мин	550	500	650	600	1000
p, кг/см2	6	7	8	9	10
μ,сП	25	30	16	28	21

Примечание:

d – номинальный диаметр сопряжения;

l – длинасопряжения;

p – удельное давление на поверхность контакта;

μ – динамический коэффициент вязкости смазки.

Для прессового соединения

Для сопряжения с натягом
Параметры	По предпоследней цифре номера зачетной книжки
	0 или 5	1 или 6	2 или 7	3 или 8	4 или 9
d,мм	80	40	50	100	120
d2, мм	150	120	80	220	240
Параметры	По последней цифре номера зачетной книжки
	0	1	2	3	4
Mкр, Нм	1600	1800	2000	1000	3200
l, мм	0,8d	0,65d	0,6d	0,5d	0,7d
материал деталей	Сталь 50	Сталь 45	Сталь 40	Сталь 35	Сталь 30
σТ,Н/м2	38105	36105	34105	32105	30105
Параметры	По последней цифре номера зачетной книжки
	5	6	7	8	9
Mкр,Нм	4000	5000	2500	1400	4500
l, мм	0,7d	0,85d	0,8d	0,65d	0,55d
материал деталей	Сталь 50	Сталь 45	Сталь 40	Сталь 35	Сталь 30
σТ,Н/м2	38105	36105	34105	32105	30105

Примечание:

d – номинальный диаметр сопряжения;

d₂ – наружный диаметр втулки;

l – длинасопряжения;

σ_Т – предел текучести материала втулки и вала.

Решение:

Расчет гидродинамического подшипника скольжения:

Выбрать посадку для подшипника скольжения, имеющего следующие конструктивные параметры и условия работы:

диаметр цапфы d =85мм;

длина подшипника l = 110 мм;

частота вращения n =500об/мин;

удельное давление на поверхности контакта p = 7 кгс/см²;

вязкость масла = 30 сП.

Проектный расчет.

1. Окружная скорость цапфы.

м/с.

2. Относительный диаметр зазора.

3. Абсолютный диаметральный зазор.

4. Выбор посадки.

Рассчитанный в п. 3 диаметральный зазор принимаем за оптимальный. По ГОСТ 25347–82 выбираем посадку, средний зазор которой наиболее близок к оптимальному. Такой посадкой в данном случае является

Схема расположения полей допусков этой посадки приведена на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Схема расположения допусков посадки

Для данной посадки мм; мм; мм.

Проверочный расчет.

1. Коэффициент нагруженности подшипника определяем по формуле (7.4), в которой принято :

2. В зависимости от величины и отношения определяем относительный эксцентриситет [3, с. 284].

Для и .

3. Наименьшую толщину масляного слоя определяем по формуле

4. Коэффициент запаса надежности по толщине слоя смазки определяем на основании формулы:

Высоту микронеровностей выбираем в зависимости от квалитетов сопрягаемых размеров деталей по ГОСТ 3325-85.

Для деталей посадки мкм; мкм.

Тогда

Так как то выбранная посадка соответствует условиям надежной работы подшипника в режиме жидкостного трения.

В случае если необходимо назначать ближайшее меньшее стандартное значение высоты микронеровностей и вновь производить проверку на обеспечение жидкостного трения в сопряжении.

Выбор посадки для прессового соединения.

Рассчитать и выбрать посадку с натягом для соединения, имеющего следующие конструктивные данные и условия работы:

_{Mкр=5000 Нм; d=120 мм;}

материал деталей – сталь 45; d₂=240 мм;

;l=0,85d.

Наименьший расчетный натяг определяем по формуле.

Принимаем:

для сборки под прессом ;

для стали: ; ;

коэффициенты и определяем по формуле

Тогда по формуле:

Так как величина наименьшего расчетного натяга небольшая, то предварительно принимаем, что отверстие будет изготавливаться по 7-му квалитету, а вал – по 6-му квалитету. В этом случае мкм; мкм (по ГОСТ 3325-85). Принимаем величину коэффициента k = 0,4. Поправку U для учета уменьшения посадочного натяга за счет смятия микронеровностей определяем по формуле:

Наименьший функциональный натяг определяем по формуле (7.10):

По этому натягу подбираем по ГОСТ 25347–82 ближайшую посадку. Такой посадкой будет , для которой Схема расположения полей допусков этой посадки приведена на рис. 7.4.

Проверяем прочность соединяемых деталей при наибольшем табличном натяге . Для этого по формуле находим давление при указанном натяге:

По уравнению находим допустимое давление на контактирующей поверхности втулки

По уравнению находим допустимое давление на поверхности вала

Условие прочности деталей, которое заключается в отсутствии пластической деформации, выполняется, так как .

Сравнивая допустимое давление с давлением, возникающим при наибольшем табличном натяге, определяем запас прочности втулки и вала:

.

Рис. 7.4. Схема расположения полей допусков