Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Наиболее распространенными соединениями с зазором являются подшипники скольжения.

   

При вращении вала положение его оси определяется абсолютным эксцентриситетом е или относительным эксцентриситетом χ (χ = 0,5… 0,95)

 ^,

где S – зазор соединения

 

 

   

 Расчет и выбор посадки с зазором сводится к определению двух предельных функциональных зазоров S_minф. и S_maxф.по которым производится выбор стандартной посадки.

 

Минимальный функциональный зазор S_{min ф} . определяется из условия обеспечения жидкостного трения между валом и вкладышем.

Минимальный слой смазки, при котором обеспечивается жидкостное трение          h_min = h_ж.т.:

h_ж.т. ≥ k (Rz₁ + Rz₂ + h_g),

 

где Rz_1, Rz₂ – шероховатость контактирующих поверхностей;

   h_g – добавка, учитывающая отклонение нагрузки, температуры, скорости от расчетных, а также механические включения масла ( h_g = 1…4 мкм);

k – коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя (k ≥ 2).

Минимальный функциональный зазор:

 

Максимальный функциональный зазор определяется из условия неразрывности масленого слоя и зависит от вязкости смазки, частоты вращения цапфы (вала), радиальной нагрузки на соединение, длины и диаметра соединения.

,

 

где – динамическая вязкость смазки;

n – частота вращения цапфы (вала);

l – длина соединения;

d – диаметр соединения;

R – радиальная нагрузка.

 

По полученным предельным функциональным зазорам S_minф., и S_{max ф}. подбирается стандартная посадка, при этом обеспечиваются условия выборапосадки:

 

1.S _{min таб.} > S _{min ф.}

2.S _{max таб}. ≤ S _{max ф}.

 

Разность между S_{max ф}., и S_{max т}. называется запасом на износ.

Полагая, что износ вала и втулки происходит с одинаковой интенсивностью, то для них запас на износ делится на 2.

Пример. Для номинального диаметра соединения 16 мм по рассчитанным предельным значениям функциональных зазоров S_{min ф.} = 10мкм, S_{max ф}. = 69 мкм подобрать стандартную посадку в системе отверстия и рассчитать запасы на износ для отверстия и вала. Построить схему полей допусков выбранной посадки.

Решение. Решение задачи начинаем с построения схемы полей допусков. По условию задана система отверстия, поэтому на нулевой линии строим поле допуска основного отверстия Н. Задаемся квалитетом точности 7 (посадку рекомендуется выбирать в 6…9 квалитетах точности), выписываем из стандарта предельные отклонения для Н7.

Для обеспечения зазора в соединении поле допуска вала должно располагаться ниже поля допуска отверстия, т. е. в данном случае ниже нулевой линии. Строим поле допуска вала (схематично, без обозначений).

Величина минимального табличного зазора будет определяться верхним предельным отклонением вала по ГОСТ 25347-82. Поэтому, в стандарте необходимо найти такое поле допуска вала, у которого верхнее отрицательное отклонение было бы больше (по модулю) или равно S_{min ф} =10 мкм (первое условие выбора). Подбор ведем начиная с 6-го квалитета точности. При выборе поля допуска вала первое условие может обеспечивать несколько полей. Рекомендутся выбирать предпочтительное поле (если такое имеется) и обеспечивающее наибольший запас на износ. Такому условию удовлетворяет вал с полем допуска и квалитетом точности f 7, которое является предпочтительным.

S_{min ф} ≤ S_{min т}; 10 < 13 мкм.

Зная предельные отклонения вала и отверстия рассчитаем максимальный табличный зазор и сравним его с максимальным функциональным:

S_{max т} < S_{max ф},   43 < 69, т.е. выполняется второе условие. Следовательно выбранная посадка обеспечивает условия выбора.

 

 Запишем выбранную посадку Ø16 , для

Рассчитываем запас на износ:

 

S_з.и. = (S_{max ф} - S_{max т}) / 2 = (69 - 43) / 2= 13 мкм.

 

Схема расположения полей допусков выбранной посадки с зазором приведена на рисунке.

                                         

5.2. Расчет и выбор посадок с гарантированным натягом

Посадки с натягом применяются для получения неподвижных соединений без дополнительных средств крепления (шпонок, штифтов и др.).

Условием годности посадки с натягом является обеспечение минимальным  натягом передачи внешней нагрузки без разрушения соединения, а максимальный натяг должен обеспечивать прочность соединения при сборке (отсутствие разрушения соединения).

Разрушение – появление на поверхностях контакта сопрягаемых деталей пластических деформаций.

 

Способы соединения с натягом:

- механическая запрессовка;

- запрессовка с применением смазки;

- запрессовка с нагревом охватывающей детали (при несложной конструкции);

- с охлаждением охватываемой детали (сухой лёд).

Целью расчета посадки с натягом является определение минимального и максимального функциональных натягов N_{min ф.}, N_{max ф.}

 

 

 

 

Исходные данные для расчета:

- номинальный диаметр соединения

- передаваемые соединением крутящий момент и осевая сила.

 Минимальный функциональный натяг рассчитывается из условия обеспечения относительной неподвижности сопрягаемых деталей.

Минимальный расчетный натяг

где P – сдвигающая сила;

М_кр – крутящий момент, воспринимаемый соединением;

   d – номинальный диаметр соединения;

  С₁, С₂ – коэффициенты пропорциональности между величиной нормальных окружных напряжений на поверхностях соприкосновения и давлением соответственно для вала и втулки;

  ,  – коэффициенты Пуассона;

   E₁, Е₂ – модули упругости материалов.

Максимальный функциональный натяг рассчитывается из условия обеспечения прочности сопрягаемых деталей.

Для расчета максимального натяга необходимо знать допустимое контактное давление, при котором отсутствуют пластические деформации

 

где – предел текучести материала;

   d – номинальный диаметр соединения;

   d₁ –диаметр отверстия полого вала (d₁ = 0 для сплошного вала);

   d₂ – наружный диаметр втулки (для зубчатого колеса d₂ = (z – 2,4) m );

Расчетный максимальный натяг

 

 соответствует минимальному значению из полученных  (для более слабой детали).

Поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей

 

,

 

           где К₁ , К₂ – коэффициенты, учитывающие высоту снятия неровностей на              поверхности вала и отверстия втулки соответственно;   

        R_{Z 1}  , R_{Z 2} – высота неровностей поверхностей вала и отверстия.

 

Поправка компенсации температурных деформаций

где α₁ и а₂ – температурные коэффициенты линейного расширения материала вала и втулки;

     и  – отклонение рабочей температуры деталей от температуры сборки. 

Максимальный функциональный натяг

 

где  – поправка, учитывающая неравномерность контактного давления по длине сопрягаемой поверхности охватывающей детали.

Минимальный функциональный натяг

.

 

По полученным значениям выбираем стандартную посадку исходя из условия:

 Условия выбора посадки с натягом:

1. N_{max т.} < N_{max ф.}

 

2. N_{min т.} > N_{min ф.}

 

Выполнение условий выбора посадки обеспечивает запас на сборку (задается по максимальному натягу для исключения разрушения деталей при сборке) и запас на эксплуатацию (задается по минимальному натягу для исключения проворачивания деталей в процессе эксплуатации).

 

Запас на сборку

N_з.с. = N_{max ф.} - N_{max т.}

 

Запас на эксплуатацию

N_з.э.  = N_{min т.} - N_{min ф.}

 

Пример. Для номинального диаметра соединения 60 мм по рассчитанным предельным значениям функциональных натягов N_minф.= 20 мкм; N_maxф.= 240 мкм подобрать стандартную посадку в  системе отверстия и рассчитать запас на эксплуатацию и запас на сборку.

Решение. Решение задачи начинаем с построения схемы полей допусков. По условию задана система отверстия, поэтому на нулевой линии строим поле допуска основного отверстия Н. Задаемся квалитетом точности 7 (посадку рекомендуется выбирать в 6…9 квалитетах точности), выписываем из стандарта предельные отклонения для Н7.

Для обеспечения натяга в соединении поле допуска вала должно располагаться выше поля допуска отверстия. Строим поле допуска вала (схематично, без обозначений).

Величина максимального табличного натяга будет определяться верхним предельным отклонением вала по ГОСТ 25347-82. Поэтому, в стандарте необходимо найти такое поле допуска вала, у которого верхнее положительное отклонение было бы меньше (близкое) N_{max ф.}  =101 мкм (первое условие выбора). Подбор ведем начиная с 6-го квалитета точности. При выборе поля допуска вала первое условие может обеспечивать несколько полей. Рекомендутся выбирать предпочтительное поле (если такое имеется) и обеспечивающее наибольший запас на эксплуатацию. Такому условию удовлетворяет вал с полем допуска и квалитетом точности s 6 .

N_{max т.} < N_{max ф.}; 39 < 101 мкм.

Зная предельные отклонения вала и отверстия рассчитаем минимальный табличный натяг и сравним его с минимальным функциональным:

N_{min т.} > N_{min ф},   43 < 69, т.е. выполняется второе условие. Следовательно выбранная посадка обеспечивает условия выбора.

 

 Запишем выбранную посадку Ø16 , для которой

Рассчитываем запас на сборку

N_з.с. = N_{max ф.} - N_{max т.};     N _з.с. = 240 – 133 = 107 мкм.

Запас на эксплуатацию

N_з.с.  = N_{min т.} - N_{min ф.};        N _з.э. = 41 – 20 = 21 мкм.

Схема расположения полей допусков выбранной посадки с зазором приведена на рисунке.