I.2. Разделы курсовой работы

Расчетно-пояснительная записка к типовой курсовой работе должна содержать следующие разделы:

Введение

Расчет параметров посадок падких цилиндрических соединений. Графическое изображение полем допусков.

Расчет и выбор посадки с Петром. Графическое изображение полей допусков.

Расчет и выбор неподвижной посадки. Графическое изображение нолей допусков.

Расчет исполнительных размеров гладких предельных калибром. Графическое изображение полей допусков.

Расчёт и выбор посадок подшипников качения. Графическое изображение полей допусков.

Определение допусков и предельных размеров резьбового соединения. Графическое изображение полей допусков.

Определение допусков и предельных размеров для шпоночного соединения. Графическое изображение полей допусков.

Расчет точности размеров, входящих в размерные цепи.

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ОТДЕЛЬНЫХ

Разделов работы

2.1. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПОСАДОК ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Для заданного соединения поверхностей рассчитать и занести в таблицу: предельные отклонения, предельные размеры, допуски отверстий и валов, образующих соединения в системе отверстия (СА) и к системе вала (СВ); предельные значения натягов, зазоров и допуски посадок.

Параметры посадок, образующих соединения в системе отверстия и системе вала, рассчитываются по определенным зависимостям.

2.1.1. Предельные размеры определяются:

- для вала dmax=dn+es:

dmin=dn+ei:

- для отверстия DMAX =DH+ES

Dmin=DH+EI

где dH, Dh - номинальные размеры вала и отверстия, мм:

cs, ES - верхние отклонения вала и отверстия, мм:

ei, EI - нижние отклонения вала и отверстия, мм.

В эти формулы отклонения должны проставляться со своими знаками.

2.1.2. Величины допусков определяются:

- для вала Td=dMAX –dMIN = es-ei;

- для отверстия TD=Dmax-Dmin=ES-EI.

2.1.3. Для посадок с натягом определяются величины натягов:

Nmax=dMAX-Dmin=es-EI:

Nmin=dMIN-DMAX=ei-ES

NСР=(NMAX+NMIN)/2=eСР-ЕСР

где eСР, Eсp - средние значения отклонении вала и отверстия, мкм.

2.1.4. Величины зазоров определяются для посадок с зазором:

Smax=Dmax-dMIN=ES-ei

Smin=Dmin-dMAX=EI-es

Scp=(Smfx+Smin)/2=Ecp-eCP

2.1.5. Дтя переходных посадок наибольшие значения натяга и зазора оформляются:

Nmax=es-EI: Smax=ES-ei:

Nср=(Nmax-Smax)/2

Результат среднего натяга со знаком минус означает, что в посадке образуется зазор.

2.1.6. Допуски посадки определяются:

-допуск натяга Tn=Nmax-N,min=(es-ei)+(ES-El):

-допуск зазора Ts=Smax-Smin=(ES-EI)+(es-ei):

-допуск переходной посадки (натяга пли зазора) TN=Ts=Nmax+Smax

-допуск посадки в общем случае TN=Ts=TD+Td.

Пример оформления см. табл.1.

Таблица 1.

Таблица посадок в С.А. (С.В.) для соединения Ф (х/х)

отклонение

Предельные размеры, мм

Допуски, мкм

Зазор, мкм

Натяг, мкм

посадка

D

d

D

d

D

d

Smax

Smin

Scp

Nmax

Nmin

Ncp

TN, TS

ES EI

Es ei

Dmax Dmin

dMAX dMIN

TD

Td

H7

+25

-50

45,025

44,950

25

39

114

50

82

64

C7

0

-89

45,0

44,911

2.1.7. По найденным отклонениям вычерчивается схема расположения полей допусков отверстия и вала с указанием предельных отклонений и предельных размеров на формате Л 4.

2.1.8. Обосновать выбор посадки.

2.2. РАСЧЕТ И ВЫБОР ПОСАДКИ С ЗАЗОРОМ

Расчет посадок с зазором чаще всего выполняются для подшипников скольжения, работающих в условиях жидкостного трения. Расчеты производятся на основе гидродинамической теории смазки /I, 2/.

Для обеспечения наибольшей долговечности необходимо, чтобы при работе в установившемся режиме износ подшипников был минимальным. Ото достигается при жидкостной смазке, когда поверхности цапфы и вкла­дыша подшипника полностью разделены слоем смазочного материала.

Расчет ведется при заданных параметрах:

D - номинальный диаметр подшипника, мм;

I -длина подшипника, мм;

Р - нагрузка на цапфу, Н:

ω - угловая скорость вала, рас/с;

η -динамический коэффициент вязкости смазочного масла при рабо­чей температуре 50°С, Н с/м² , см. табл.2.

Таблица 2.

Динамический коэффициент вязкости

Масло	η, Н с/м2
Индустриальное 12 20 30 45 50	0.009-0.013 0.015-0.021 0.024-0.036 0.036-0.047 0.038-0.052
Турбинное 22 30 46 57	0.018-0.021 0.025-0.029 0.040-0.043 0.050-0.053

Расчет ведется по нагрузке, отнесенной к проекции цапфы.

2.2.1. Определяется среднее удельное давление в подшипнике

где Р - нагрузка на цапфу, Н;

D - номинальный диаметр подшипника, м;

I -длина подшипника, м.

2.2.2. Определяется произведение (h S). Для выбора оптимальных посадок, необходимо знать зависимость толщины масляного слоя в месте наибольшего сближения цапфы и вкладыша подшипника от зазора S. Произведение толщины масляного слоя и величины наивыгоднейшего зазора:

(2.1)

2.2.3. Наивыгоднейший тепловой режим работы подшипника при наименьшем коэффициенте трения наступает при установившемся движении, когда h=0.25S_наив. Подставляем в (2.1), получим:

(2.3)

или

2.2.4. Расчетный зазор, по которому выбирается посадка, определяется:

(2.4)

Где Rz₁, Rz₂ – высота неровностей вкладыша подшипника и цапфы вала по ГОСТ 2789-73 Rz₁=3.2 мкм: Rz₂=6.3 мкм.

2.2.5. Чтобы большая часть подвижных соединений при сборке имела зазор, близкий к расчётному, при выборе стандартной посадки необходимо равенство:

(2.5)

По справочнику /5/. т.1 выбирается посадка.

Расхождение допускается не более ±5%. Выбирать посадки Н/h и Н/а не рекомендуется.

2.2.6 Выбранную посадку необходимо проверить на наименьшую толщину масляной пленки h_min, при которой обеспечивается жидкостное трение:

(2.6)

Для обеспечения жидкостной смазки необходимо, чтобы микронеровности цапфы и вкладыша подшипника не зацеплялись, т.е. чтобы масляный слой не имел разрывов:

(2.7)

При невыполнении неравенства (2.7.) необходимо подобрать другую стандартную посадку.

2.3. РАСЧЕТ И ВЫБОР НЕПОДВИЖНОЙ ПОСАДКИ.

Соединение, состоящее полого вала и втулки, показано на рис.1. Разность между диаметром вала внутренним диаметром втулки до сборки определяет натяг.

2.3.1. Номинальный натяг в соединении определяется на основании зависимостей, известных из решения задачи Ляме для толстостенных цилиндров /1.2/:

где E₁, Е₂ - модули упругости материала вала и втулки. 11/м: /5. г.1. табл. 1.106/;

р - удельное давление на сопрягаемых поверхностях неподвижного соединения (определяется от вида нагрузки), Н/м2: - при действии осевой силы, Рос, Н.

(3/2)

- при действии крутящего момента, Мкр. Н м/

(3.3)

- при действии М_кр и Р_ос

(3.4)

где d - номинальный диаметр соединения, м;

I - длина соединения, м:

М_кр - крутящий момент. Н м:

Рос - осевая сила, Н;

f - коэффициент трения деталей /5, т. I. табл. 1104/:

CI.C2 - коэффициенты, определяемые по формулам:

(3.5)

где d₁ -внутренний диаметр полого вала, м;

d₂ - внешний диаметр втулки, м;

µ₁, µ₂ - коэффициенты Пуассона для материала вала и отверстия /5. т.I табл. 1.106/.

2.3.2. Расчетный натяг, по которому выбирается посадка, определяется по формуле:

(3.6.)

где Rz₁. Rz₂ - шероховатость поверхности пала и отверстия устанавливается техническими требованиями, мкм.

Таблица 3.