Розрахунок і вибір посадок з гарантованим зазором і натягом
Мета завдання
Розрахунковим методом обгрунтувати вибір посадки з гаранто-ваним зазором або з гарантованим натягом.
1. Розрахунок і вибір посадок з гарантованим зазором
Послідовність виконання
Вихідними даними для розрахунку і вибору посадок являються: dn – номінальний діаметр вала, мм; l – довжина вала, мм; ω – кутова швидкість, рад/с; η – абсолютна в’язкість масла, Па·с; p – середній питомий тиск в підшипнику, Па; RaD і Rad – шорсткість поверхні втулки і вала, мкм.
1. Визначається величина hS:
де h – товщииа масляного шару в місці найбільшого зближення поверхонь вала і отвору в робочому стані, мкм; S – зазор між валом і отвором у стані спокою, мкм.
2. Визначається найвигідніший зазор:
3. Визначається розрахунковий зазор з врахуванням 70% мікро-нерівностей на поверхнях отвору і вала:
4. За таблицями (додаток 6) визначається посадка, що задовольняє умові Sрозр≈Sсер.табл., де
В першу чергу посадку слід вибирати із числа кращих; посадки у яких Smin=0 приймати не рекомендується.
5. Визначається мінімальна товщина масляного шару:
6. Перевіряють достатність шару мастила:
7. Викреслюється схема полів допусків вибраної посадки і спря-ження в зборі і подетально.
8. Вибираємо універсальний засіб вимірювання, виходячи з умови, що гранична похибка Δlim засобу вимірювання не перевищує допустимої похибки вимірювання Δвим, тобто Δlim≤Δвим.
Приклад
Початкові дані:
номінальний діаметр вала – dn=70∙10-3 м;
довжина спряження – l=100∙10-3 мм;
кутова швидкість – ω=100 рад/с;
абсолютна в'язкість масла – η=0,02 Па∙с;
середній питомий тиск – p=2,16∙106 Па;
шорсткість поверхні – RaD=6,3 мкм, Rad=3,2 мкм.
Виконання
1. Визначаємо величину hS:
2. Визначається найвигідніший зазор:
3. Визначається розрахунковий зазор:
4.
За таблицями (додаток 6) вибираємо
посадку, що задовольняє умови
Sрозр≈Sсер.табл.
Такій
умові відповідає посадка
Ø
,у
якої Smin.табл=30 мкм;
Smax.табл=90 мкм;
Sсер.=(90+30)/2=60 мкм.
5. Визначається мінімальна товщина масляного шару:
6. Робимо перевірку на достатність hmin:
;
.
7. Вибираємо універсальні засоби вимірювання деталей. За табли-цею (додаток 4) визначаємо допустиму похибку вимірювання: для отвору Δвим=9 мкм, для вала Δвим=9 мкм. За таблицею (додаток 5) для отвору вибираємо індикаторний нутромір, у якого Δlim=5,5 мкм. Для валу вибираємо мікрометр, у якого Δlim=6 мкм.
8. Викреслюємо спряження в зборі і подетально (рис. 2.1).
9. Викреслюємо схему розміщення полів допусків деталей з'єднання (рис. 2.2).
Рис. 2.1.
Позначення посадок і відхилень на
складальному і деталювальному кресленнях
Рис. 2.2. Схема полів допусків з'єднання Ø
2. Розрахунок і вибір посадок з гарантованим натягом Послідовність виконання
Вихідними даними для розрахунку і вибору посадок являються: dn – номінальний діаметр вала, мм; D2 – зовнішній діаметр втулки, м; l – довжина спряження, мм; Mкр – крутний момент, що передається, Н∙м2; f=0,1 – коефіцієнт тертя; RaD і Rad – шорсткість поверхні втулки і вала, мкм; ED і Ed модулі пружності матеріалів втулки і вала; σT – границя текучості, Н∙м2; μD і μd – коефіцієнт Пуассона для матеріалів втулки і вала.
1. Визначається величина мінімального питомого тиску між поверх-нями вала і втулки:
2. Визначається мінімальний натяг Nmin, мкм який потрібний для передачі заданого навантаження:
де CD і Cd конструктивні коефіцієнти, що визначаються за формулами:
та
,
де d1 – внутрішній діаметр вала; якщо вал суцільний, тобто d1=0, то Cd=1-μd.
3. Визначається розрахунковий натяг:
4. За таблицями (додаток 7) вибирається посадка, що задовольняє умові Nmin.табл.≥Nрозр.
5. Визначається максимальний питомий тиск на контактних поверх-нях:
6. Визначається максимальне напруження у втулці:
7.
Проводиться
перевірка правильності вибраної посадки:
.
8. Вибирається універсальний засіб вимірювання, виходячи з умови, що гранична похибка Δlim засобу вимірювання не перевищувала допустиму похибку вимірювання Δвим, тобто Δlim≤Δвим.
9. Викреслюється схема полів допусків вибраної посадки і спряжен-ня в зборі і подетально.