Розгляд приклада рухомого циліндричного з’єднання

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

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

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Розв’язання

Дано:

1. Визначити колову швидкість валу:

2. Визначити відносний зазор:

де

3. Знаходимо діаметральний зазор:

мкм

4. Прийнявши за середній зазор, вибираємо стандартну посадку: Æ280 Н8/е8

Рис. 2

Перевірка розрахунку.

1. Визначаємо кутову швидкість валу:

2. Знаходимо коефіцієнт навантаження підшипника ковзання:

3. Визначаємо відносний ексцентриситет:

і за таблицею 1

4. Найменша товщина шару мастила:

де D - середній зазор посадки.

5. Визначення коефіцієнта надійності:

Питання для самоперевірки:

1. Який порядок розрахунку рухомих з’єднань?

2. Від яких факторів залежить найменша товщина шару мастила?

3. Які параметри визначають під час розрахунку рухомих з’єднань?

4. Який порядок вибору полів допусків і відхилень розмірів робочих поверхонь деталей у рухомих з’єднаннях?

5. На чому базується скорочений метод розрахунку рухомих з’єднань?

6. Що таке зазор?

7. Чим характеризується зазор?

8. Що таке граничні зазори і як вони визначаються?

9. Що таке натяг і які умови його утворення?

10. Які групи посадок існують? Для яких цілей застосовуються посадки кожної групи ?

11. Як утворюються посадки в системі отвору?

12. Як утворюються посадки в системі вала?

13. Яка з систем посадок є переважною і чому?

14. Як розташовано поле допуску основного отвору в системі отвору?

15. Як розташовано поле допуску основного вала в системі вала?

16. Як по взаємному розташуванню полів допусків отвору і вала при графічному зображенні посадки визначити характер з'єднань?

Лекція №7

Тема: Розрахунок і добір основних відхилень та допусків розмірів нерухомих з’єднань

Визначення натягів

Посадки з натягом призначені для отримання нерухомих з'єднань без додаткового кріплення деталей, хоча іноді використовують шпони, штифтові та інші засоби кріплення.

Відносна нерухомість деталей забезпечується силами зчеплення (тертя), що виникають на контактуючих поверхнях внаслідок їх деформації, створюваної натягом при складанні з'єднання.

Завдяки нерухомості і простоті конструкції деталей і складанні з'єднань ці посадки застосовують у всіх галузях машинобудування (втулки з валами, вкладиші підшипників ковзання з корпусами тощо).

Рис. 1 З’єднання вал-втулка

Тут d, d₁, d₂ - діаметри деталей, що з’єднуються (вал-втулка). Δ1 - деформація валу при запресовуванні, Δ2 - деформація втулки при запресовуванні, р - питомий тиск поверхонь, що з’єднуються, виникаючи під впливом натягу. Згідно задачі Ламе - визначення Δ і переміщень в товстостінних порожнистих циліндрах, відома залежність:

де Е₁=Е₂=0,206∙10¹² Па – модулі пружності деталей, що з’єднуються, із сталі 40;

С₁, С₂ - коефіцієнти, що враховують геометричні розміри деталей, геометрію з’єднання і матеріал, з якого виготовлені деталі.

деμ₁₌μ₂≈ 0,3 (для сталі) - коефіцієнти поперечної деформації Пуасона, μ= 0,25 (для чавуну).

Оскільки Δ=Δ₁+Δ₂- це натяг (різниця між діаметром вала і внутрішнім діаметром втулки до складання), то:

Для заданих матеріалів і деталей, що з’єднуються, натяг залежить від тиску Р_min, який визначають з умови забезпечення нерухомості деталей, що з’єднуються, при експлуатації, тобто з умови міцності з'єднання:

а) при навантаженні осьовою силою Р - відносного зсуву деталей в з'єднанні не відбудеться, якщо розрахункове зусилля дорівнює або менше виникаючих на поверхні сил тертя:

де πdℓ - номінальна площа контакту, а фактична площа контакту залежить від натягу, властивостей матеріалів деталей та ін., що з’єднуються;

f – коефіцієнт тертя (зчеплення) при поздовжньому зсуві деталей.

б) при навантаженні з'єднання крутильним моментом ця умова має вигляд:

де f₂ – коефіцієнт тертя (зчеплення) при відносному обертанні деталей.

c) при одночасному навантаженні з'єднання М_кр і зсовуючою силою Р розрахунок треба проводити за рівнодіючою:

де

деf - коефіцієнт тертя (зчеплення) в з'єднаннях з N залежать від матеріалу, шорсткості їх поверхонь, натягу, виду мастила, напрямки зсуву деталей і ін.

Практично беруть f = 0,085 (при складанні під пресом К=0,25) і f= 0,14 (при складанні з нагріванням охоплюючої деталі або охолоджуванням охоплюваної К= 0,4).

Значить, найменший розрахунковий натяг при осьовому навантаженні:

А при навантаженні крутильним моментом:

Необхідно також забезпечити міцність деталей, що з’єднуються. В цьому випадку розрахунок слід вести по найбільшому тиску Р_доп. Згідно з теорії найбільших дотичних напружень: умова міцності полягає у відсутності пластичної деформації на контактній поверхні втулки при:

а на поверхні вала при:

де σ_т= 0,313∙10⁹ Па – межа текучості при розтягуванні. Проте для деталей з пластичних матеріалів при статичному навантаженні допускається пластична деформація. Найбільший розрахунковий натяг, при якому виникає найбільший допустимий тиск Р_доп.

де p=Р_вт, якщо Р_вт<Р_вал; p=Р_вал, якщо Р_вал<Р_вт.

Причому вводяться поправки (5 штук), оставляємо одну -U- на шорсткість поверхні. Для матеріалів:

- з однаковими механічними властивостями: ;

- для різних матеріалів :

деК- коефіцієнти що враховують висоту нерівностей;

R_Z1, R_Z2 - висота нерівностей поверхні вала і втулки, R_Z не залежить від діаметра деталей, що з’єднуються, а залежить тільки від методу і режиму обробки, тому вплив висоти нерівностей на натяг тим сильніше, чим менше діаметр і більше R_Z .

При механічному запресовуванні найбільша міцність з'єднання досягається при малій шорсткості, а при складанні з охолоджуванням або з нагріванням - при великій шорсткості.

Приклад

Дано: