Практическое занятие № 5 Тема: «Отклонения, допуски и посадки. Расчет и выбор посадок. Единая система нормирования и стандартизации показателей точности».

План:

1. Единица допуска и квалитеты. Система вала и система отверстия.

2. Основные отклонения.

3. Расчет посадок с зазором.

4. Расчет посадок с натягом.

5. Расчет переходных посадок.

Краткие теоретические сведения.

1. Единица допуска и квалитеты. Система вала и система отверстия

Вал — термин, условно применяемый для обозначения наружных элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы (5, в).

Отверстие — термин, условно применяемый для обозначения внутренних элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы (5, б).

На чертеже соединения наносится один общий размер для вала и отверстия, называемый номинальным — D, и указываются от него предельные отклонения (рис. 5, а).

Верхнее отклонение ЕS, еs - алгебраическая разность между наибольшим и номинальным размерами.

ЕS = D_max – D; es = d_mах – d .

Нижнее отклонение ЕI, еi — алгебраическая разность между наименьшим и номинальным размерами.

ЕI= D_min - D; еi = d_min- d.

2. Основное отклонение.

Основное отклонение – это отклонение номинального размера ближайшее к нулевой линии.

Существует 21 основное отклонение (см. прил. №1).

3. Расчет посадок с зазором.

В зависимости от применения посадок производятся и соответствующие расчеты. В тех случаях, когда рабочая температура для деталей соединения существенно отличается от нормальной, расчет посадки рекомендуется производить исходя из температурных деформаций сопрягаемых деталей.

Например: расчет подшипника скольжения

Рассмотрим упрощенный метод расчета зазоров и выбора посадок подшипников скольжения с гидродинамическим режимом работы. У гидродинамических подшипников смазочное масло увлекается вращающейся цапфой в постепенно сужающийся клиновой зазор между цапфой и вкладышем подшипника, в результате чего возникает гидродинамическое давление, превышающее нагрузку на опору.

Цапфа всплывает. В месте наибольшего сближения цапфы и вкладыша образуется масляный слой толщиной h.

Надежность и долговечность работы подшипника зависят от толщины масляного слоя h, при прочих равных условиях работы подшипника, будет влиять зазор В (разность размером цапфы и диаметром отверстия вкладыша). допустим, что зазор S будет очень не в этом случае величина h также будет маленькой, по ряду причин работа подшипника в таких условиях будет неустойчивой. Теперь пусть зазор S будет достаточно большим, и в этом h будет маленьким из-за малой подъемной силы гидродинамического клина.

Отсюда можно сделать вывод, что для определенных условий работы имеется некоторый интервал, внутри которого будет существовать надежное всплытие.

Сущность расчета посадки заключается в том, чтобы определить интервал зазоров (S_min...S_max) при котором величина всплытия будет не меньше предварительно выбранной допустимо минимальной толщины масляного слоя h_min Исходя из сказанного найдем величину h_min и установим зависимость между h и S.

Для обеспечения жидкостного трения необходимо, чтобы микронеровности цапфы и вкладыша не касались при работе подшипника. Это возможно при условии:

[h_min ] ≥ Rz1 + Rz2 + Δф + Δр + Δизг + Δд,

где Rz1, Rz2 — высота неровностей поверхностей вкладыша подшипника и цапфы вала;

Δф, Δp — поправки, учитывающие влияние погрешностей формы и расположения цапфы и вкладыша;

Δизг — поправка, учитывающая влияние изгиба вала;

Δд — добавка, учитывающая разного рода отклонения от принятого режима работы. для упрощенного расчета можно применять зависимость:

[h_min ] ≥ k (Rz1 + Rz2 + Δд),

где k — коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя (k≥ 2). Известна зависимость для среднего удельного давления у гидродинамического подшипника:

= Ср,

где µ — динамическая вязкость масла при рабочей температуре подшипника, Н*c/м²;

ω — угловая скорость цапфы, рад/с;

S — диаметральный зазор, м;

D — номинальный диаметр сопряжения, м;

С_R – безразмерный коэффициент нагруженности подшипника, зависящий от l/D и χ;

l – длина подшипника, м;

χ — относительный эксцентриситет, который связан зависимостью с

h = 0.5S — е = 0.5 S (1 — χ)

Определим значение S:

S=

найдем выражение для h

Значения (1 — χ) = А в зависимости от χ и l/D приведены в табл. 1.3. [1] Таким образом, определив минимально допустимую величину всплытия, мы сможем определить величину А:

по табл.[1]— значения χ_min и χ_max По найденным значениям χ_min и χ_max определим соответственно S_min и S_max.