3 Расчет и выбор посадки для неподвижного соединения

Необходимо выбрать посадку с натягом для случая, когда известно:

– номинальный диаметр сопряжения d_n = 80 мм;

– наружный диаметр втулки D₂ = 160 мм;

– длина сопряжения l = 25 мм;

– крутящий момент М_кр = 250 Н·м;

– диаметр отверстия вала d₁ = 20 мм;

– материал втулки – сталь 30;

– материал вала – сталь 25;

– шероховатость вала R_Zd 1,6 мкм;

– отверстия R_ZD 2,0 мкм$

– модули упругости материала втулки и вала E_D = E_d = 2,1·10¹¹ Н/м².

Определим давление на поверхности контакта втулки и вала, необходимое для переда­чи крутящего момента по формуле:

;

где М_кр – крутящий момент, Н·м; d_n – номинальный размер сопряжения, м; l – длина соединения, м; f – коэффициент трения, для стали f = 0,08…0,12;

Па.

Рассчитываем наименьший натяг:

;

где ;

;

м = 13,9 мкм.

Определяем расчетный натяг по формуле:

;

=18,2 мкм.

Выбираем посадку, удовлетворяющую условию:N_{min cт} ≥ N_расч.

Такому условию удовлетворяет посадка Ø80 , у которой минимальный натяг равен 24 мкм; максимальный натяг равен 56 мкм.

Находим наибольшее давление, которое может возникнуть при максимальном натяге:

Па =

= 46 МПа.

Наибольшее напряжение во втулке будет равно:

МПа;

Для стали 30 предел текучести [σ_τ] = 294 МПа. Поскольку σ_D < [σ_τ], то условие прочности выполняет­ся и посадка рекомендуется к применению.

Для выбранной посадки строим схему полей допусков с указанием параметров (рис. 7) и вычерчиваем эскиз соединения (рис. 8).

Рис. 7 Схема полей допусков посадки Ø80

Для посадки с натягом Ø80 определим вероятные значения предельных натягов.

Вначале рассчитаем среднее квадратическое отклонение натяга σ_N:

мкм.

После этого находим средний натяг посадки:

мкм.

Далее рассчитываем максимальный и минимальный вероятные натяги посадки:

мкм;

мкм.

Результаты расчета приведены на рис. 9.

Рис. 8 Эскизы втулки, вала и соединения с натягом Ø80

Для обеспечения заданной точности деталей назначаем завершающую технологическую опера­цию для вала и отверстия по табл. 18 прил. 4 и выбираем шероховатость поверхностей сопрягаемых деталей. Для обработки отверстия назначаем хонингование с шероховатостью Rа 0,63 мкм, для обработки вала – суперфиниширование с шероховатостью Rа 0,4 мкм. По табл. 19 для втулки выбира­ем четвертую степень точности, которой соответствует допуск цилиндричности 0,004 мм, для вала – третью степень точности, которой соответствует допуск цилиндричности 0,0025 мм. На рис. 8 показаны эскизы втулки и вала с указанием шероховатости поверхности и допусков формы.

Рис. 9 Распределение вероятных натягов в посадке Ø80

Министерство сельского хозяйства РФ

ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный

университет им. Н. И. Вавилова

Кафедра «Технический сервис и технология конструкционных материалов»

Расчётно-графическая РАБОТА №2

«Выбор посадок гладких сложных соединений»

Выполнил:

студент 2-го курса

группы Б-ТБ-ПБ-201

Иванов И. И.

____________________

Проверил:

Абрамов С. В.

_________________

Саратов 2015

1 ВЫБОР ПОСАДОК подшипников качения

1.1 Выбор посадок подшипников качения по ГОСТ 3325-85

Выбор посадок подшипников качения на вал и в корпус осуществляем по ГОСТ 3325-85 в зави­симости от вида нагружения колец.

Определим посадки внутреннего кольца на вал и наружного кольца в отверстие корпуса под­шипника качения, установленного в узле, изображенном на бланке-задании.

На основании анализа конструкции, режимов работы, взаимодействия и назначения отдельных деталей механизма устанавливаем, что стальной сплошной вал вращается вместе с внутренним коль­цом подшипника, корпус неподвижен, осевая нагрузка отсутствует, режим работы нормальный. В об­щем машиностроении применяются подшипники в основном нулевого класса точности. Используем подшипник №304, шариковый радиальный однорядный.

Номинальное значение присоединительных размеров определяем по ГОСТ 8338-75 (табл. 4, прил. 3), а точность изготовления присоединительных размеров – по ГОСТ 520-89 (табл. 5), где d = 20_-0,010 мм, D = 52_-0,013 мм, В = 16_-0,120 мм.

В соответствии с условиями работы определяем виды нагружения колец:

а) внутреннее кольцо имеет циркуляционное нагружение;

в) наружное кольцо - местное нагружение.

При выборе посадки учитываем рекомендуемые поля допусков валов и отверстий по ГОСТ 3325-85 (табл. 6,7 прил. 3).

Поле допуска вала выбираем по следующим условиям: вращается вал, кольцо имеет циркуля­ционное нагружение, режим работы нормальный, диаметр равен 20 мм, подшипник рядный радиальный. По ГОСТ 3325-85 с учетом предпочтительности выбираем поле допуска вала k6.

Поле допуска отверстия корпуса выбираем из условий: корпус неподвижен, кольцо имеет местное нагружение, режим работы нормальный, диаметр равен 52 мм.

По ГОСТ 3325-85 (табл. 7 прил. 3) выбираем поле допуска отверстия корпуса Н7.

По таблицам предельных отклонений выбираем предельные отклонения деталей:

– вала Ø20 ;

– отверстия Ø52 .

Эскизы и схемы полей допусков соединений «вал - внутренне кольцо» и наружное кольцо подшипника - корпус» представлены на рис 1 и 2 соответственно.

Рис. 1 Эскизы посадочных мест подшипника № 304: а – на вал; б – в корпус; в – в сборе

Рис. 2 Схемы полей допусков посадки подшипника № 304: а – на вал; б – в корпус

Допуски круглости и профиля продольного сечения выбираем из табл. 9, а шероховатость по­верхности – из табл. 10 прил. 3.