З адание 2.

“Расчёт и выбор посадки с зазором”.

Исходные данные:

D = 80 мм – номинальный диаметр подшипника

L = 70 мм –длина подшипника

n = 1200 об/мин – частота вращения вала

Р = 1700 H – нагрузка на цапфу

Инд. 30 – масло для смазки

Расчёт посадки выполняется для подшипников скольжения с учётом гидродинамической смазки.

2.1 Определить среднее удельное давление в подшипнике(q)

P 1700

q = ——— = ———— =303571 H/m²

D*L 0,08*0,07

2.2 Определяем значение произведения (hS)

0,52D² * w*η L

hS = —————— * —— ;

q D+L

πn 3,14*1200

где: w = —— = ————— = 125,6 рад/с

30. 30

η – коэффициент вязкости смазочного масла

η = 0,03

0,52*(0,08)² *125,6*0.03 0,07

По ф. 14: hS = ———————————— * ————— =0,019*10^-6м²

303571 0,08 + 0,07

2.3 Наивыгоднейший тепловой режим работы подшипника при

наименьшем коэффициенте трения наступает при установившемся движении, когда h = 1,3*S. Подставляя значение h в формулу (2.2)

получим наивыгоднейший зазор:

2.4 Расчётный зазор, по которому выбираем посадку:

S расч = S наив – 2( Rz₁ +Rz₂)

где Rz₁ =3,2 мкм и Rz₂ = 6,3мкм –шероховатость поверхностей вала и

отверстия по ГОСТ 2789-73

S _расч =230-2(3,2+6,3)=211 мкм

2.5 Чтобы большая часть подвижных соединений при сборке имела зазор

близкий к расчётному при выборе стандартных посадок необходимо

выполнение условия :

S рас. = S ср. станд.

S_max=400 мкм

S_min=60 мкм

Ø45 H11/d11

2.6 Выбранную посадку необходимо проверить на наименьшую толщину

маслянистой плёнки h min при которой обеспечивается жидкостное

трение:

hS 1,3*10^-6

h min = ——————————— = ———————— = 0.031*10^-6 м

S max станд +(Rz₁ + Rz₂) 400*10^-6 + 9,5*10^-6

Для обеспечения жидкостного трения необходимо соблюдение условия:

h min ≥ Rz₁ + Rz₂ 31 >9.5 условие выполняется.

Схема полей допусков для посадки

ES

H11

+

0

-

h11

ei

З адание 3.

Р асчёт и выбор неподвижной посадки

Исходные данные

D = 80_мм

d1 = 0_мм

d2 = 90_мм

L = 110_мм

М кр =1,7*10³

Сталь 45

3.1 Определение удельного давления на сопрягаемых поверхностях

неподвижного соединения (P)

2*Mкр

P = ———— ; где f - коэффициент трения f = 0,15 (для стали)

π*d² L f

3.2 Наименьший натяг в соединении определяют на основании зависимостей, известных из решения задачи Лемы для толстостенных

цилиндров.

, м где E₁ = E₂ = E - модуль упругости.

E = 2,1 * 10¹¹ н/м² ( для стали)

1 + (d₁/d)² 1 + (d/d₂)

С1 = ———— - μ₁ ; C2 = ————— + μ₂ ;

1 – (d/d)² 1-(d/d₂)²

где μ₁ , μ₂ - коэффициент Пуассона для материала вала и отверстия

μ₁ = 0,3 = μ₂

N_min =

3.3 Расчётный натяг, по которому выбирают посадку, определяется по формуле:

N_расч= N_min+1,2*(R_z1+R_z2)= 11,2+1,2(3,2+6,3)=22,6*10 ^-6 м,

3.4 Выбор стандартной посадки производят из условия относительной

неподвижности соединяемых деталей

N _{min станд} ≥ N _расч

H8

Лучше всего подходит посадка s7 где N_min = 4 ; N_max =68

3.5 Удельное давление, возникающее при наибольшем натяге выбранной

посадки, определяют из формулы:

N_{max станд} – 1,2(R_Z1 + R_Z2)

P_max= ——————————— = 11,32*10⁵ H/м²

d(C₁/E₁+C₂/E₂)

3.6 Возникающее при этом напряжение в охватывающей (отверстие) и

охватываемый (вал) детали будут соответственно равны:

1 + (d/d₂)²

G₁ = ————— * P_max = 18,9*10⁷ H/м²

1 – (d/d₂)²

2* P_max

G₂ = ————— =23 *10⁷ H/м²

1 – (d₁/d₂)²

3.7 Если σ₁ и σ₂ меньше предела текучести материала деталей соединения, т.е. σ₁ < σ_{T 1} , и σ₂ < σ_T2 , то посадка выбрана правильно.

т.е. σ_{T 1} = σ_T2

σ₁ < σ_{T 1} ; 18,9*10⁷ < 34*10⁷

σ₂ < σ_T2 ; 23*10⁷ < 34*10⁷

Посадка выбрана правильно.