1 Расчет и выбор посадок гладкого цилиндрического соединения с гарантированным натягом и зазором

Исходные данные:

Диаметр соединения d=90 мм;

Наружный диаметр втулки d2=140 мм;

Длина соединения l=100 мм;

Материал втулки – Сталь 40;

Материал вала – Серый чугун 15;

Передаваемый крутящий момент Rос=25 ;

Шероховатость поверхности втулки RzD=6.3 мкм;

Шероховатость поверхности вала Rzd=3.2 мкм.

1. Определяем требуемое минимальное удельное давление ([1], ф. 1.107, с. 333)

где - коэффициент трения при установившемся процессе распрессовки или проворачивания. Принимаем по материалу сопрягаемых деталей Сталь-Чугун равным 0.09 ([1], табл. 1.104, с.334).

2. Определяем необходимую величину наименьшего расчетного натяга

([1], ф. 1.110, с. 334)

,

где Е_i – модули упругости материалов соответственно охватываемой и охватывающей деталей: Е₁ = Н/м², Е₂ = Н/м² ([1], табл. 1.106, с. 335);

с_i – коэффициенты Ляме, определяемые по формулам ([1], ф. 1.111, с334)

;

,

где - коэффициенты Пуассона для охватывающей и охватываемой деталей: , ([1], табл. 1.106, с. 335);

(мкм).

3. Определяем минимальный допустимый натяг ([1], ф. 1.112, с. 335)

,

где - поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей деталей при образовании соединения ([1],ф. 1.113,с. 335)

(мкм);

- поправка, учитывающая различие рабочей температуры деталей (t_d и t_D) и температуры сборки (t_сб), , т.к. температуры равны между собой ([1], с. 335);

- поправка, учитывающая ослабления натяга под действием центробежных сил, принимаем = 0 , т.к. детали не вращаются;

- добавка, компенсирующая уменьшения натяга при повторных запрессовках, определяется опытным путем. Принимаем равной 10 мкм.

(мкм);

Принимаем =305 мкм.

4. Определяем максимально допустимое удельное давление, при котором отсутствует пластическая деформация на контактных поверхностях деталей ([1], ф. 1.115 и ф. 1.116, с336)

,

где (Н/м²) - предел текучести материалов охватываемой и охватывающей деталей.

(Н/м²).

5. Определяем величину наибольшего расчетного натяга ([1], ф. 1.117, с. 336)

(мкм).

6. Определяем величину максимально допустимого натяга ([1], ф. 1.118, с. 336)

,

где - коэффициент, учитывающий увеличение удельного давления у торцов охватывающей детали, принимаем равным 0.9 ([1], рис. 1.68, с. 336).

(мкм).

7. Выбираем посадку из таблиц системы допусков и посадок ([1], табл. 1.49, с. 156)

.

При выборе посадки придерживались следующих условий ([1], ф. 1.119, с. 336)

мкм;

мкм.

Запас прочности соединения для данной посадки равен (мкм) ([1],с. 339). Запас прочности деталей (мкм) ([1], с. 339). Фактические запасы прочности выше, т.к. в соединении не будет натягов, больших, чем вероятностный максимальный натяг, и меньших, чем вероятностный минимальный натяг ([1], с. 339)

(мкм);

(мкм),

где (мкм) – среднее значение натяга.

Рисунок 1 - Схема расположения полей допусков

Исходные данные:

Диаметр соединения d=80 мм;

Длина соединения l=100 мм;

Абсолютная вязкость масла μ=0,04 ;

Угловая скорость ω=60 ;

Удельное давление g= ;

Шероховатость поверхности втулки RzD=2,5 мкм;

Шероховатость поверхности вала Rzd=1 мкм.

1. Устанавливаем допускаемую минимальную толщину масляного слоя ([1], ф.1.76.с.236).

По условию среднее давление . При согласовании с преподавателем, изменяю шероховатость

(м),

где - коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя, ;

- добавка на неразрывность масляного слоя, .

2. Рассчитываем значение ([1],ф.1.86,с.289)

.

3. По рисунку 1.27 ([1], с.288) определяем, используя найденное значение и l/d=1.5, минимальный относительный эксцентриситет , при котором толщина масляного слоя равна . Т.к. меньше 0.3 то условие 1.79 ([1] ,с.286) не выполняется.

По рисунку 1.27 находим значение при и l/d=1.5 и затем определяем величину минимального допускаемого зазора ([1],ф.1.89.с.289):

(мкм).

4. По найденному ранее значению =0.35 находим максимальный относительный эксцентриситет, при котором толщина масляного слоя ([1],рис.1.27.с.288):

Определяем величину максимального допускаемого зазора (1ф.1.89,с.289)

(мкм).

5. Для выбора посадки наряду с условиями и используется дополнительное условие, что средний зазор в посадке должен быть примерно равен оптимальному.

Рассчитаем оптимальный зазор ([1],ф.1.83,с.286)

(мкм),

где - максимальное значение А при данном l/d, , .

Определяем максимальную толщину масляного слоя при оптимальном зазоре ([1]ф.1.70.с.283)

(мкм).

Определяем, что условиям подбора посадки наиболее близко соответствует посадка

,

для которой мкм, мкм, мкм.

Условие можно считать выполненным т.к. получение зазора мкм маловероятно.

Рисунок 2 - Схема расположения полей допусков