1. 2. Расчет переходной посадки Сопряжение деталей 3 – вал и 9 – шкив. Исходные данные:

;

.

Выбор переходных посадок определяется требованиями к точности цент­рирования и легкости сборки и разборки соединения. Для создания запаса точности, для компенсации погрешностей формы и расположения поверхностей сопрягаемых деталей, смятия деталей, а также износа деталей при повторных сбор­ках наибольший допустимый зазор необходимо определять по формуле:

, (14)

где F_r — допустимое радиальное биение детали типа отверстия;

k_т — коэффициент запаса точности.

Подставляя числовые значения, получим:

Посадки в системе отверстия являются более предпочтительными и чаще используются в машиностроении, нежели посадки в системе вала.

Подходят следующие посадки: Ø 28 Ø 28 Ø 28 .

При подборе переходной посадки по ГОСТ 25347 – 82 для обеспечения оптимальности посадки следует соблюдать усло­вия:

1. посадка должна быть предпочтительной и иметь S_max< S_{max расч}

S_max1=D_max-d_min=ES-ei=+0,021+0,0065=0,0275 мм;

S_max2=D_max-d_min= ES-ei =+0,021-(+0,002)= 0,019 мм

S_max3= D_max-d_min= ES-ei =+0,021-(+0,015)=0,006 мм

Данному условию соответствуют все посадки.

2. из всех посадок, отвечающих условию 1), выбирается посадка, у которой N_max имеет наименьшее значение. Данному условию соответствует посадка Ø28 .

Выбираем посадку Ø28 , которая (тип «напряженная») в среднем дает незначительный зазор (1-5 мкм) и обеспечивает хорошее центрирование, не требуя значительных усилий для сборки и разборки. Применяется чаще других переходных посадок: для посадки шкивов, зубчатых колес, муфт, маховиков (на шпонках), для втулок подшипников и вращающихся на валах зубчатых колес и др.

В выбранной посадке Ø24 оценим вероятность получе­ния зазоров и натягов по следующей методике:

Предположим, что рассеяние размеров отверстия и вала подчиняется закону нормального распределения и допуск деталей равен величине поля рассеяния, т. е. .

Рассчитаем , и по формулам:

(15)

где , и — среднее квадратическое отклонение размеров деталей типа отверстия, вала и среднеквадратическое отклонение параметра посадки (зазора или натяга) соответственно.

Определяем величину среднего натяга N_с:

(16)

Определяем значение z, соответствующее найденному N_с :

, следовательно наиболее вероятен зазор.

5. По таблицам значений функции Лапласа определяем Ф(z):

Так как Ф(– z)= – Ф(z) ,то Ф(–2,6)= – Ф(2,6)= –0,4953

6. Определяем вероятность получения натягов и зазоров (в процентах).

Вероятность натяга: ;

Вероятность зазора: .

1.3 Расчет посадок с зазором

Сопряжение деталей 3 – вал и 5–втулка.

Исходные данные: d=30мм., l=40мм., R_aD=0,1мкм., R_ad=0,1мкм., Па , k_жт=4, n=3200 об/мин, R=1800 Н.

Посадки с зазором предназначены для подвижных и неподвижных соединений деталей. В подвижных соединениях зазор служит для обеспечения свободы перемещения, размещения слоя смазки, компенсации температурных деформаций, а также компенсации отклонений формы и расположения поверхностей, погрешности сборки и т.д. В неподвижных соединениях посадки с зазором применяются для обеспечения беспрепятственной сборки деталей (в особенности сменных). Их относительная неподвижность обеспечивается дополнительным креплением шпонками, винтами, болтами, штифтами и т.п.

Предпочтительные посадки с зазором: H/e, H/f и др. Посадки H/e характеризуются значительным гарантированным зазором, обеспечивающим свободное вращательное движение. Применяются в неподвижных соединениях для деталей, требующих значительных зазоров при установках и регулировках. Посадки H7/e8 и H8/e8 являются предпочтительными. Примеры применения: подшипники жидкостного трения, приводной вал в подшипниках и др. Посадки H/f характеризуются умеренным гарантированным зазором. Применяются в опорах поступательного перемещения, в неподвижных соединениях. Посадка H7/f7 является предпочтительной и применяется для точных соединений. Примеры: подшипники валов в коробках передач, ползуны в направляющих, перемещающиеся вдоль валов зубчатые колеса и др.

Для подвижных соединений, которые должны работать в условиях жидкостного трения, т. е. подшипников скольже­ния, зазоры рассчитываются на основе гидродинамической теории трения.

Основными эксплуатационными характеристиками под­шипников скольжения являются: максимальная надеж­ность по толщине масляного слоя; точность центрирова­ния; долговечность работы.

Жидкостное трение создается в определенном диапазоне зазоров, ограниченном наименьшим и наибольшим функциональными зазорами, которым соответствует величина масляного слоя h_min. При эксплуатации подшипника с первоначальным зазором , вследствие увеличения за­зора из-за износа сопрягаемых деталей, толщина масляного слоя будет вначале возрастать, а затем снижаться, вплоть до его разрыва при и прекращения режима жидкостного трения. Чтобы масляный слой не имел разрывов, вызванных шероховатостью сопрягаемых поверхностей, его минимальная толщина h_min должна быть не менее суммы величин микро­неровностей сопрягаемых поверхностей

(17)

где k_жт – коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя;

и – среднее арифметическое отклонение про­филя поверхностей втулки и вала, мкм;

_д – добавка, учитывающая отклонение реаль­ных параметров от расчетных ( _д ≈ 2мкм).

По рассчитанному значению h_min находится величина А_h

(18)

мкм.

где – динамическая вязкость масла, Па∙с;

– число оборотов вала, об/мин;

– среднее удельное давление, Па; (19)

Па.

– радиальная нагрузка, Н;

l, d – соответственно длина подшипника и его номи­нальный диаметр, м.

.

Поскольку величина А_h зависит в свою очередь от относи­тельного эксцентриситета и отношения l/d, то по графику при заданном l/d можно определить значения минимального и максимального относительных эксцентриситетов, при которых толщина масляного слоя равна h_min. Относитель­ный эксцентриситет должен быть не меньше 0.3, так как при значениях <0,3 создается неустойчивый режим ра­боты подшипника и могут возникнуть автоколебания вала.

,

По найденным значениям и рассчитываются наи­меньший и наибольший допускаемые функциональные зазоры:

Поскольку для обеспечения жидкостного трения необхо­димо соблюдение условия , то условия подбора посадки с учетом износа и шероховатости поверхностей деталей должны быть следующими:

По таблице подбирается посадка, при ко­торой выполняются эти условия.

Так как не одна из предпочтительных посадок не подходит, то выбираем из оставшихся. Подходит только посадка Ø , Ø ее и выбираем.

Для подобранной посадки необходимо рассчитать коэффициент запаса точности k_T, а также общий запас зазора S_з, состоящий из запаса на износ S_и и запаса на минимальную толщину масляного слоя :

,

(20)