2.2 Задание 2. Расчет и выбор посадок

2.2.1 Расчет посадок с зазором.

Расчет посадок с зазором выполняют студенты, имеющие четные варианты, в том числе и вариант 00.

Номинальным диаметром соединения для расчета является диаметр посадочного отверстия зубчатого колеса на вал, рассчитанный в пункте 2.1.1 и округленный до нормального линейного размера по ГОСТ 6636-69. Длина соединения l принимается равной l = В + 5 + 15 (см. рисунок 2).

Остальные исходные данные выбираются из таблицы 6.

Таблица 6 - Исходные данные для расчета посадок с зазором (четные варианты)

Вариант	Предпоследняя цифра шифра
	0	1	2		3	4		5	6		7	8		9
1	2	3	4		5	6		7	8		9	10		11
Радиальная нагрузка R, Н	600	2500	4000		3000	700		1500	1000		1400	600		1000
Вариант	Последняя цифра шифра
	0			2			4			6			8
Частота вращения вала n, мин-1	1000			1100			1200			1400			1300
Марка масла: – индустриальное; – турбинное	И20 -			- Т30			И20 -			- Т22			И30 -

Окончание таблицы 6

1	2	3	4		5	6		7	8		9	10		11
Шероховатость вала Rz2, мкм	0,63			1,6			1,25			1,6			1,25
Шероховатость отверстия Rz1 мкм	Принимается по таблице 3 Rz = 4Ra

Расчет посадки с зазором сводится к определению двух предельных функциональных зазоров S_minф и S_mахф, по которым выбираются стандартные посадки, обеспечивающие нормальную работу соединения. Посадка выбирается из 6-8 квалитетов точности с учетом точности зубчатого колеса (см. таблицу 3). В случае получения малых значений S_mахф, следует внести корректировку в параметры соединения (d или l) или принять другой вид смазывающего материала.

В работе выбираются три различные посадки, из которых оптимальной считается та посадка, которая обеспечивает наибольшую надежность и долговечность соединения, определяемые эксплуатационным допуском [6]

где – часть допуска , определяющая запас на сборку (гарантирует надежность);

– часть допуска , определяющая запас на эксплуатацию (гарантирует долговечность).

Алгоритм расчета посадок с зазором приведен в таблице Б.1. Последовательность расчета посадок с зазором, необходимые справочные материалы и примеры расчетов приведены в [6 ].

Графическая часть выполняется на листе формата А4 или A3, где даются схемы расположения полей допусков для всех выбранных посадок с обозначением на них полей допусков, предельных отклонений, S_minф,, S_mахф, S_minтабл, S_{mахтабл}, , . Название чертежа в основной надписи «Поля допусков посадок с зазором». Оптимальная посадка проставляется на сборочном чертеже.

2. Расчет посадок с натягом.

Расчет посадок с натягом выполняют студенты, имеющие нечетные варианты.

Номинальным диаметром соединения для расчета является диаметр посадочного отверстия зубчатого колеса на вал, рассчитанный в пункте 2.1.1 и округленный до нормального линейного размера по ГОСТ 6636-69. Длина соединения 1 принимается равной ширине зубчатого венца В. Остальные исходные данные выбираются из таблицы 7.

Основная задача расчета – определить минимально необходимый натяг N_min, обеспечивающий прочность соединения в условиях максимально возможного нагружения, и максимально допустимый расчетный натяг N_mах, определяющий прочность соединяемых деталей в процессе сборки. При этих условиях соединение будет передавать заданный крутящий момент или осевую силу, а детали будут выдерживать без разрушения напряжения, вызванные натягом или другими факторами.

В расчетные предельные натяги должны быть внесены поправки для компенсации [6]:

– частичного смятия шероховатости на контактных поверхностях (поправка U);

– температурных деформаций деталей соединения (поправка U_t);

– неравномерности контактного давления по длине охватывающей детали (поправка U_уд).

По рассчитанным, с учетом поправок, функциональным предельным натягам N_minф и N_mахф, из ГОСТ 25347-82 выбирают три различные посадки, соблюдая условия

Таблица 7 – Исходные данные для расчета посадок с натягом (нечетные варианты)

Предпоследняя цифра шифра
		0	1	2		3		4	5	6		7		8	9
Крутящий момент Мкр, Н ∙ м		240	410	500		450		200	400	300		340		220	400
Марка стали зубчатого колеса		35Х	40Х	45ХН		12ХН3А		45ХН	40Х	20ХН3А		40Х		18ХГТ	35Х
Последняя цифра шифра
	1				3		5				7		9
Марка стали вала	40Х				20ХН3А		18ХГТ				45ХН		35Х
Примечание – Пределы текучести различных марок сталей приведены в приложении А1.

Посадки выбирать из 6-8 квалитетов точности, с учетом точности зубчатого колеса (см. таблицу 3). Если в результате расчётов получено малое значение S_mахф, то рекомендуется заменить марку материала колеса на материал с большим пределом текучести σ_т, используя таблицу А.1.

Из выбранных определяется оптимальная посадка, обеспечивающая наибольший запас прочности соединения деталей, который определяется эксплуатационным допуском натяга .

где – часть эксплуатационного допуска, определяющая запас прочности деталей соединения при сборке;

– часть эксплуатационного допуска, определяющая запас прочности соединения при эксплуатации;

Td, TD – допуски вала и отверстия.

В зависимости от требований, предъявляемых к соединению по надежности и долговечности, гарантированные запасы на эксплуатацию и сборку, можно определить по формулам

и ,

где и – коэффициенты, определяющие, какая доля допуска идет соответственно на гарантированный запас на сборку и эксплуатацию.

Обычно 0 < < 1 и 0 < < 1, но при этом необходимо, чтобы определялся из неравенства + < 1 и был значительно меньше .

Оптимальная посадка проставляется на сборочном чертеже редуктора (рисунок 1). Алгоритм расчета посадок с натягом приведен в таблице Б.2. Необходимые справочные материалы и примеры расчетов приведены в [6]. В расчетах принять:

;

,

где d₂ – диаметр впадин отверстия зубчатого колеса.

Графическая часть выполняется на листах формата А4, A3, где даются схемы расположения полей допусков для всех выбранных посадок с обозначением на них предельных отклонений, полей допусков, N_mахф , N_minф, N_minтабл , N_{mахтабл}, , .

Название чертежа в основной надписи «Поля допусков посадок с натягом».