Содержание

СОДЕРЖАНИЕ 1

1 Расчет посадки с зазором 2

2. Расчет и выбор посадок подшипников качения 8

3. Расчет калибра 9

4. Расчет предельных размеров и схема расположения полей допусков резьбового соединения. 12

5. Контролируемые параметры зубчатого колеса и средства контроля. 16

1 Расчет посадки 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 наибольшим S_maxF функциональными зазорами.

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.

Выбираем посадку для подшипника скольжения, работающего с числом оборотов n=790 об/мин и радиальной нагрузкой F_r=1500 Н. Диаметр подшипника d=45 мм; длина l=40 мм; смазка — масло турбинное 30. Подшипник разъёмный половинный, материал вкладыша подшипника — цинковый сплав ЦАМ 10-5, материал цапфы — Сталь 40. Имеют место частые остановки и пуск машины.

1.1 Находим среднее давление для определения предельных функциональных зазоров S_minF и S_maxF:

, Н/м² (МПа) (1)

где F_r – радиальная нагрузка, Н;

l – длина соединения, мм;

D, d – диаметр посадочной поверхности, мм.

Н/м²

1.2 Определяем толщину масляного слоя, при котором обеспечивается жидкостное трение:

, (2)

где К_жт– коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя (К_жт ≥ 2);

R_z1 и R_z2 – высоты неровностей вкладыша подшипника и цапфы вала, которые после приработки соответственно равны 1-3 и 1-4 мкм;

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

Принимаем К_жт=2; R_z1 =1,9 мкм; R_z2 =1,2 мкм; ∆_g =2 мкм.

мкм

1.3 Определяем величину наименьшего функционального зазора, при котором обеспечивается жидкостное трение:

, мкм (3)

где к и m - коэффициенты, постоянные для заданного значения l/d;

μ₁ - динамическая вязкость смазки, Па·С;

ω - угловая скорость, равная П·n/30, рад/с.

Для наименьшего зазора принимается t_pаб = 70°С, при этом угловая скорость ω = П·n/30 = 82,7 рад./с; К = 0,849 т = 0,976 [табл. 1]:

Значение динамической вязкости масла при температуре 50°С μ₅₀ = 0,027 ПаС.

Для других значений температуры динамическая вязкость масла определяется по формуле:

,

где t - фактическая температура масла;

п - показатель степени, зависящий от кинематической вязкости масла

Па·С.

=

=

1.4 По величине S_minF подбираем ближайшую посадку.

Ближайшей будет посадка H7/f7 с S_min= 25 мкм.

1.5 Производим проверку выбранной посадки на наличие жидкостного трения при наименьшем стандартном зазоре S_minF

Подсчитываем коэффициент нагруженности подшипника по формуле:

, (4)

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

.

1.6 По таблице находим величину относительного эксцентриситета в зависимости от значений l/d и C_R. При этом должно выполняться условие χ≥0,4. При χ≤0,4 существует зона неустойчивой работы соединения. По таблице при l/d=0,9 и C_R=0,26 величина относительного эксцентриситета χ=0,25. При при l/d=0,9 и C_R=0,26 создается возможность появления неустойчивого режима подшипниковой пары и вибраций вала. Для устранения возможности появления вибраций вала выбирается другая ближайшая посадка 45 H7/e7, у которой S_min = 50 мкм и S_тах =100 мкм..

Определяем C_R при S_min = 50 мк:

По таблице при l/d=0,9 и C_R=1,03 величина относительного эксцентриситета χ=0,58

Рисунок 1 – Схема полей допусков

1.7 Находим наименьшую толщину масляного слоя, при S_min:

, мкм (5)

1.8 Определяем запас надежности по толщине масляного слоя:

(6)

Расчет показывает, что посадка по наименьшему зазору выбрана правильно, так как при S_min = 50 мкм обеспечивается жидкостное трение и создается запас надежности по толщине масляного слоя. Следовательно, S_min можно принять за S_minF.

1.9 Подсчитываем величину наибольшего зазора S_maxF, при котором еще сохранится жидкостное трение и работоспособность подшипника:

, мкм (7)

Для наибольшего зазора принимается t_раб=50°С и μ₂ = 0,027 ПаС, тогда:

=

=

1.10 Определяем коэффициент нагруженности подшипника по уравнению (4):

1.11 По таблице при l/d=0,9 и C_R=7,2 величина относительного эксцентриситета χ=0,89.

1.12 Подсчитываем наименьшую толщину масляного слоя по уравнению (5):

1.13 Определяем запас надежности по толщине масляного слоя из уравнения (6):

Таким образом, при S_maxF = 198 мкм обеспечивается жидкостное трение.