2. Исходные данные

Исходные данные для выполнения курсовой работы приведены в прил. 1 и 2 учебного пособия в виде отдельных таблиц и эскизов.

В прил. 1 приведены эскизы сборочных узлов различных механизмов передачи движения, а также даны краткие описания их работы, исходные данные для расчета посадки с гарантированным зазором или натягом, параметры зубчатых колес, номинальные размеры элементов размерных цепей, а также номинальные размеры основных сопряжений.

В прил. 2 приведены исходные данные к задаче по групповой взаимозаменяемости (селективной сборки).

Выбор исходных данных производится студентом в соответствии с заданным вариантом.

3. Объём и оформление

Графическая часть работы включает в себя сборочный чертеж, схемы расположения полей допусков, схемы измерений, рабочие чертежи калибров и деталей и выполняется на листах формата А3 (297х420 мм). Необходимые расчеты и обоснования приводятся в пояснительной записке, выполняемой на листах формата А4 (210x297 мм). Порядок и правила оформления пояснительной записки приведены в СТП УГАТУ 002-98 «Чертежи и текстовые документы. Правила оформления».

2. Взаимозаменяемость гладких цилиндрических соединений

1. Расчет и выбор посадок с зазором

Для обеспечения наибольшей долговечности изделий ответственные соединения с зазором должны работать в условиях жидкостного трения. Установлено, что жидкостное трение создается лишь в определенном диапазоне диаметральных зазоров, ограниченном наименьшим S_minF и наибольшим S_maxF функциональными зазорами [l].

Существующий метод расчета посадок с зазором сводится к определению наименьшего функционального зазора S_minF, при котором обеспечивается жидкостное трение, и наибольшего функционального зазора S_maxF, при котором еще сохранилось жидкостное трение и работоспособность подшипника.

1. Найти среднее давление для определения S_minF и S_maxF:

p  ^Fr ,

l  d

Н/мм² (МПа) (1)

где F_r – радиальная нагрузка, H;

L, l – длина соединения, мм;

D, d – диаметр посадочной поверхности, мм.

2. Определить толщину масляного слоя, при котором обеспечивается жидкостное трение:

   

^hж.т.

^{ К}ж.т.

• R  R

2

z₁

z

• _g

, (2)

где К_ж.т. – коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя (К_ж.т.  2);

R_Z1 и R_Z2 – высоты неровностей вкладыша подшипника и цапфы вала, которые после приработки соответственно равны 1-3 и 1-4 мкм [3];

_g – добавка, учитывающая отклонение нагрузки, скорости, температуры от расчётных и других неучтенных факторов, находится в пределах 2÷3 мкм.

3. Определить величину наименьшего зазора, при котором обеспечивается жидкостное трение:

S

min_F

_ , мкм (3)

4  p  h_ж.т.

где k и m – коэффициенты, постоянные для заданного значения

l/d (табл. 1);

₁ – динамическая вязкость смазки, ПаС;

 – угловая скорость, равная n/30, рад/с.

Таблица 1

l/d	k		m
	Полный подшипник	Половинный подшипник	Полный подшипник	Половинный подшипник
0,4	0,255	0,409	0,356	0,641
0,5	0,355	0,533	0,472	0,792
0,6	0,452	0,638	0,568	0,893
0,7	0,539	0,723	0,634	0,948
0,8	0,623	0,792	0,698	0,972
0,9	0,690	0,849	0,705	0,976
1,0	0,760	0,895	0,760	0,963
1,1	0,823	0,932	0,823	0,942
1,2	0,880	0,972	0,880	0,972

4. По величине S_minF подобрать ближайшую посадку [4].

5. Произвести проверку выбранной посадки на наличие

жидкостного трения при наименьшем стандартном зазоре S_min.

Подсчитать коэффициент нагруженности подшипника по

формуле:

_{C } p₁  ψ _,

R

2

(4)

µ₁  ω

где  – относительный зазор, равный S_min/d (S_min – наименьший зазор посадки, выбранной по стандарту).

6. По таблице 2 найти величину относительного эксцентриситета  в зависимости от значений l/d и С_R. При этом должно выполняться условие 0,4. При <0,4 существует зона неустойчивой работы соединения. Если при расчете получили <0,4, необходимо подобрать другую ближайшую посадку, обеспечивающую 0,4.

7. Найти наименьшую толщину масляного, слоя при S_min:

^hmin

_ ^Smin

2

 1  ,

мкм. (5)

Таблица 2

Коэффициент нагруженности С_R для подшипников с углами охвата 180° [6]

X	0,3	0,4	0,5	0,6	0,65	0,7	0,75	0,8		0,85		0,9		0,025
l/d	Коэффициент нагруженности CR при 
0,2	0,0237	0,038	0,0589	0,0942	0,121	0,161	0,225		0,335		0,548		1,034		1,709
0,3	0,0522	0,0825	0,128	0,205	0,259	0,347	0,475		0,669		1,122		2,074		3,352
0,4	0,0893	0,141	0,216	0,339	0,431	0,573	0,776		1,079		1,775		3,195		5,055
0,5	0,133	0,209	0,317	0,493	0,622	0,819	1,098		1,572		2,498		4,261		6,615
0,6	0,182	0,283	0,427	0,665	0,819	1,070	1,418		2,001		3,036		5,214		7,956
0,7	0,234	0,361	0,538	0,816	1,014	1,312	1,720		2,399		3,580		6,029		9,072
0,8	0,287	0,439	0,647	0,972	1,199	1,538	1,965		2,754		4,053		6,721		9,992
0,9	0,339	0,515	0,754	1,118	1,371	1,745	2,248		3,067		4,459		7,294		10,753
X	0,3	0,4	0,5	0,6	0,65	0,7	0,75		0,8		0,85		0,9		0,025
l/d	Коэффициент нагруженности CR при 
1,0	0,391	0,589	0,853	1,253	1,528	1,929	2,469		3,372		4,808		7,772		11,38
1,1	0,440	0,658	0,947	1,377	1,669	2,097	2,664		3,580		5,106		8,186		11,91
1,2	0,487	0,723	1,033	1,489	1,796	2,247	2,838		3,787		5,364		8,533		12,35
1,3	0,529	0,784	1,111	1,590	1,912	2,379	2,990		3,968		5,586		8,831		12,73
1,5	0,610	0,891	1,248	1,763	2,099	2,600	3,242		4,266		5,947		9,304		13,34
2,0	0,763	1,091	1,483	2,070	2,446	2,981	3,671		4,778		6,545		10,081		14,34

8. Определить запас надежности по толщине масляного слоя:

^kж.т. ^

^hmin

R  R

Z

Z

1 2

• _g

 2.

(6)

9. Подсчитать величину наибольшего зазора, при котором еще сохранится жидкостное трение и работоспособность подшипника:

^Smax_F

 , мкм (7)

4 p  h_ж.т.

и сравнить ее с S_max выбранной посадки, при этом должно быть S_maxS_maxF. Если это неравенство не выполняется, то выбрать другую посадку.

В уравнениях (3) и (7) необходимо подставлять те значения динамической вязкости масла ₁ и ₂, которые соответствуют средним температурам смазочного слоя S_minF (t = 70°C) и S_maxF (t = 50°C) [6].

Значения динамической вязкости масла при температуре 50°С приведены в табл. 3.

Таблица 3

Марка масла	Вязкость при t = 50C
	кинематическая V106, м2/с	динамическая , Пас (Нс/м2)
Индустриальное
12	10-14	0,009-0,13
20	17 - 23	0,015 - 0,021
30	27 - 33	0,024 - 0,030
45	38 - 52	0,034 - 0,047
50	42 - 58	0,038 - 0,052
Турбинное
22	20 - 23	0,018 - 0,021
30	28 - 32	0,025 - 0,029
46	44 - 48	0,040 - 0,043
57	55 - 59	0.050 - 0,053

Для других значений температуры динамическая вязкость масла определяется по формуле:

n

µ  µ

_{ } 50 _{ ,}

t 50

 

 ^t 

где t – фактическая температура масла;

n  показатель степени, зависящий от кинематической вязкости масла (табл. 4).

Таблица 4

V50	20	30	40	50	70
N	1,9	2,5	2,6	2,7	2,8

^Smax^.

Затем проверить условие обеспечения жидкостного трения при

10. Определить коэффициент нагруженности подшипника по

уравнению (4):

2

_{C } p₁  ψ _,

R

µ₁  ω

где  – относительный зазор, равный S_max/d.

11. По таблице 2 найти относительный эксцентриситет .

12. Подсчитать наименьшую толщину масляного слоя по уравнению (5):

^hmin

_ ^Smin

2

 1  ,

мкм.

13. Определить запас надежности по толщине масляного слоя из

уравнения (6):

^kж.т. ^

^hmin

R  R

Z

Z

1 2

• _g

 2.