Zadachi_po_vzaimozamenyaemosti

При выборе посадки необходимо использовать дополнительное условие, по которому средний зазор SC в посадке должен быть примерно равен оптимальному Sопт:

Если при выборе посадки не удается выполнить условия (2.1) и (2.3), то следует произвести проверку правильности выбора посадки теоретиковероятностным методом, определив для этого вероятностные зазоры:

необходимо провести повторный расчет. При этом разрешается выбрать другую смазку (изменить ).

Пример. Рассчитать и выбрать по ГОСТ 25347-82 посадку с зазором для подшипника скольжения, работающего в условиях жидкостного трения при следующих данных: dH.C. = 115 мм; l = 100 мм; n = 800 об/мин или

2.2); КТ = 1,5; Fr = 16000 H.

Принимаем, что подшипник с углом охвата = 3600 работает при температуре tn = 700C, вкладыш – из бронзы БРОЦС6-6-3, вал – из стали 40.

Решение

1. Среднее удельное давление

2. Допустимая толщина масляного слоя

[hmin] = 2(4RaD + 4Rad + g) 10-6 = 2 4 4 0,2 + 3) 10-6 = 10,8 10-6м,

где RaD = 0,4 мкм, Rad = 0,2 мкм приняты по приложению II или [8].

3. Динамическая вязкость масла при температуре работы подшипника

где n = 1,9 (см. стр. 15). 4. Значение

18

5. По рис. 2.3 при Ah = 0,236 и l/dH.C. = 100/115 = 0,9 для подшипника с углом охвата = 3600 находим хmin 0,3 (принимаем хmin = 0,3); хmax = 0,932;

хопт = 0,49; Аопт = 0,435; Ax = 0,409 (значение А при х = 0,3). 6.Минимальный допустимый зазор

=305,9 10-6–0,115(17,1 10-6 50 – 11,9 10-6 50) –8(0,4 + 0,2) 10-6=270,05 10-6м,

где D = 17,1 10-6 для бронзы БРОЦС6-6-3, d = 11,9 10-6 для стали 40 взяты из табл. 2.4.

9. Допуск на износ при запасе точности КТ = 1,5

Максимальный допустимый зазор с учетом допуска на износ

Smax Snonmax Tизн 270,05 72,85 197,2 мкм.

10. Для выбора посадки желательно, чтобы средний зазор в посадке SC был примерно равен оптимальному Sопт:

Для выбранной посадки Smin = 36 мкм, Smax = 210 мкм, SC = 123 мкм, ТD = 87 мкм, Тd = 87 мкм. Выбранные Smin, Smax не отвечают требованиям условия, однако эти отступления незначительны.

19

12.Допустимость принятия выбранной посадки проверим теоретиковероятностным методом:

Sвmin SC 0,5TD2 Td2 123 0,5872 872 61,5 мкм Smin ; Sвmax SC 0,5TD2 Td2 123 0,5872 872 184,5 мкм Smax .

Следовательно, посадка выбрана правильно. Выполнить условие равенства SC и Sопт не удалось, поскольку потребовалось бы значительно сократить допуски TD и Td, что нежелательно.

13. Схема полей допусков представлена на рис. 2.4, а эскизы соединения и сопрягаемых деталей – на рис. 2.5.

20

Вопросы для самоконтроля

1.Какой режим работы обеспечен в выбранной Вами посадке?

2.Как влияют вязкость масла и частота вращения на величину зазора в посадке?

3.Какова нормальная температура и как влияет рабочая температура на величину зазора в посадке?

21

Окончание табл. 3.1

Примечание. Право выбора материала сопрягаемых деталей предоставляется студен-

ту.

Указания к решению

Расчет посадок с натягом производят в следующем порядке:

1. По значениям внешних нагрузок (Fa, TK) и размерам соединения (dH.C, l) определяется требуемое минимальное давление (Па) на контактных поверхностях соединения:

Здесь Fa – продольная осевая сила, стремящаяся сдвинуть одну деталь относительно другой, Н; ТК – крутящий момент, стремящийся повернуть одну деталь относительно другой, Н м; l – длина контакта сопрягаемых поверхностей, м; f - коэффициент трения при установившемся процессе распрессовки или проворачивания (табл. 3.2).

2. По полученным значениям [Pmin] определяется необходимое значение наименьшего расчетного натяга Nmin (м) как

где Еd и ЕD – модули упругости материалов соответственно охватываемой (вала) и охватывающей (отверстия) деталей, Па; Сd и CD –коэффициенты Ляме, определяемые по формулам

22

Здесь d1 – диаметр отверстия полого вала, м; d2 – наружный диметр охватывающей детали, м; d и D – коэффициенты Пуассона соответственно для охватываемой и охватывающей деталей.

Таблица 3.2

Для сплошного вала (d1 = 0) Cd = 1 - d; для массивного корпуса (d2 ∞) CD = 1 + D. Значения Е и приведены в табл. 3.3. Значения Сd и СD в зависимости от соотношения диаметров даны в табл. 3.4.

23

3. С учетом поправок к Nmin/ определяется величина минимального допус-

тимого натяга

Nmin N/min γш γt γц γn , (3.4)

где ш – поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей деталей при образовании соединения;

где t – поправка, учитывающая различие рабочей температуры деталей (tD и td) и температуры сборки (tсб), различие коэффициентов линейного расширения материалов соединяемых деталей ( D и d),

ц – поправка, учитывающая ослабление натяга под действием центробежных сил (существенна для крупных быстровращающихся деталей); для сплошного вала и одинаковых материалов соединяемых деталей

Здесь V – окружная скорость на наружной поверхности втулки, м/с; - плотность материала. Поправка ц для стальных деталей диаметром до 500 мм, вращающихся со скоростью до 30 м/с, не учитывается; n – добавка, компенсирующая уменьшение натяга при повторных запрессовках (определяется опытным путем).

4. Определяется максимальное допустимое удельное давление [Pmax], при котором отсутствует пластическая деформация на контактных поверхностях деталей. В качестве Pmax берется наименьшее из двух значений

где Тd и ТD – предел текучести материалов охватываемой и охватывающей деталей.

5. Устанавливается наибольший расчетный натяг (м) как

6. С учетом поправок к Nmax/ определяется величина максимального допустимого натяга по формуле

где уд – коэффициент увеличения удельного давления у торцов охватывающей детали, принимается по графику (рис. 3.2); t – температурная поправка, учитываемая, если при рабочей температуре натяг увеличивается.

24

7. Выбирается посадка по табл. 4 приложения I или [8] с соблюдением следующих условий: максимальный натяг Nmax в подобранной посадке должен быть не больше [Nmax], т.е. Nmax [Nmax]; минимальный натяг Nmin в подобранной посадке должен быть больше [Nmin], т.е. Nmin [Nmin].

8. Рассчитывается необходимое усилие при запрессовке собираемых дета-

где fn – коэффициент трения при запрессовке, fn = (1,15-1,2)f; Pmax – удельное давление при максимальном натяге (Nmax),

Пример. Рассчитать и выбрать посадку с натягом для соединения с размерами dH.C. = 100 мм, l = 60 мм, d1 = 30 мм, d2 = 150 мм, предназначенного для передачи ТК = 600 Н м с продольной осевой нагрузкой Fa = 500 H. Рабочая температура соединения 800С.

Принимаем: сталь 30ХГС ( Тd = 80 107 Па), латунь ЛМцС 56-2-2 ( ТD = 24 107 Па), взятые по табл. 3.3; высоту неровностей поверхностей вала Rad = 0,8 мкм и отверстия ступицы RaD = 1,6 мкм – по приложению II или [8].

Решение

1. Определяем минимальное удельное давление по формуле (3.1)

(f = 0,08 и выбрано из табл. 3.2).

2. Вычисляем минимальный расчетный натяг, предварительно определив коэффициенты Ляме по формулам (3.3) или табл. 3.4:

25

Тогда по зависимости (3.2)

3. Определяем минимальный допустимый натяг по уравнению (3.4), затем находим поправки по выражениям (3.5) и (3.6)

ш = 5 (Rаd + RаD) = 5 (0,8 + 1,6) = 12 мкм;

t dH.C. d td D tD

100 12,1 10 6 6021 10-6 60 0,053нм 53 мкм . [Nmin] =Nmin/ + ш + t + ц + n = 33,8 + 12 + 53 + 0 + 0 = 98,8 мкм.

4. Определяем величину максимально допустимого удельного давления,

=327,3 10-6 м = 327,3 мкм.

6.Определяем максимальный допустимый натяг по выражению (3.9):

[Nmax ] Nmax/ γуд γш γt 327,3 0,85 12 290 мкм,