Розрахунок посадки з зазором та натягом

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Зміст розрахунково-пояснювальної записки

1. Розрахунок та вибір посадки з зазором

2. Розрахунок посадки з натягом

3. Розрахунок гладких граничних калібрів

4. Розрахунок розмірного ланцюга

мікронерівність зазор підшипник

1. Розрахунок та вибір посадки з зазором

Вихідні дані:

діаметр з'єднання d = 52(мм)= 0,052м;

довжина підшипника l = 50(мм)= 0,05м;

радіальне навантаження R = 1400(Н) = 1,4 кН;

частота обертання n = 1000 об/хв;

робоча температура t = 40?С;

Розраховуємо кутову швидкість вала:

Визначаємо середній тиск:

Визначаємо висоту мікронерівностей:

RaD=0,8 (мкм)

Rad=0,4 (мкм)

4 RaD=3,2 (мкм)

4 Rad=1,6 (мкм)

Визначаємо допустиму мінімальну товщину масляного шару:

[hмін ] ? hpt = Kpt(4RaD+4Rad+гD), мкм

де hpt - товщина масляного шару, при якому забезпечується рідинне тертя,(мкм); Kpt - коефіцієнт запасу надійності за товщиною масляного шару. гD - добавка на нерозривність масляного шару. Приймаємо Kpt=2; гD = 2 мкм.

[hмін ] ? hpt = 2(3,2+1,6+2) = 13,6(мкм)=1,36·10-6м

З таблиці вибираємо мастило для підшипника ковзання:

Питоме навантаження Р=0,9·10(Н/м);

(З таблиці вибираємо пункт - від 0,5 до 6,5·10Н/м),

кутова швидкість щ=99,484 (рад/с) - з таблиці вибираємо пункт понад

25(рад/с), робоча температура t= 40?С, отримуємо, що потрібне мастило Індустріальне(20), в'язкість якого знаходиться в межах м=13·10Н·с/м.

Визначаємо мінімальний допустимий зазор в підшипнику ковзання:

, мкм

де K i m - коефіцієнти, які визначають за співвідношенням L/d;

L/d=1,0; K =0,760; m =0,760. Таким чином

= 2,38·10-6 м=2,38 мкм

Враховуючи, що посадку з зазором здійснюють в системі основного отвору з таблиці верхне граничне відхилення вала es визначаємо за величиною основного відхилення, значення якого для всіх квалітетів постійне і відповідає мінімальному зазору посадки, або більше за нього, тобто

еs?Smin F .

Перевіряють можливість забезпечення рідинного тертя за умови S = es ?Smin F, мкм ;

Визначаємо коефіцієнт навантаженості підшипника, визначаємо відносний зазор ш:

З таблиці знаходимо, що ч =0,3 ( так як L/d=1,0:СR =0,405); Найближче значення Сr =0,391.

З малюнку визначаємо, що умова роботи підшипника стабільна (зона №2 - ч =0,3; L/d=1,0)

За умови стабільної роботи підшипника розраховуємо мінімальну товщину масляного шару:

Перевіряємо запас надійності за товщиною масляного шару:

;

Розраховуємо найбільший функціональний зазор підшипника: (м2=16·10Н·с/м)

, мкм

де K i m - коефіцієнти, які визначають за співвідношенням L/d.

= 93·10-6 м=93мкм

Приймаємо, що підшипник зношується до 25 мкм за рік, тоді S= S-50 = 93-50=43(мкм):

На підставі виконаних розрахунків з таблиці, де подані граничні зазори (), мкм в посадках з зазором в системі отвору за номінальних розмірів від 1 до 500 мм, визначаємо типову посадку з'єднаня . З вибраних посадок остаточно вибираємо переважну.

Для вибраної посадки будуємо схему розташування полів допусків для отвору та валу, вказуємо мінімальний та максимальний зазори з'єднання. (Вибрана посадка Н8/f8 - номінальний діаметр 35 мм)

Схема розташування полів допусків посадки з зазором

2. Розрахунок посадки з натягом

З'єднання з натягом використовують для утворення нерухомих нерозбірних з'єднань, які передають крутний момент. Посадки цієї групи розраховують на максимальний натяг з позиції міцності деталей, які утворюють з'єднання, а мінімальний натяг з позиції працездатності з'єднання з умовою передачі необхідного крутного моменту і осьових сил за рахунок сил тертя, які виникають на деформованих контактуючих поверхнях.

Вихідні дані :

діаметр валу - dном=50(мм)= 0,05(м);

внутрішній діаметр валу - d1=20(мм)=0,02(м);

зовнішній діаметр втулки - d2=70(мм)=0,07(м);

довжина з'єднання - l=55(мм)=0,055(м);

крутний момент,

який передає з'єднання - Мкр = 1,0(кН•м);

діюча осьова сила - Rос= 1,0(кН);

матеріал охоплюваної деталі(вал) - Сталь 20; ут=250(МПа);

матеріал охоплюючої деталі (втулка) - Cталь 45; ут=360(МПа);

робоча температура - t = 20?С.

Знаходимо рівнодіючу осьової сили R і крутного моменту Mкр;

(Н);

Визначаємо мінімальний тиск на контактній поверхні;

(Н/м)

Визначаємо найменший розрахунковий натяг Nmin за якого з'єднання зберігає нерухомість

де -- Е1, Е2 і м1, м2 -- відповідно модулі нормальної пружності і пуансонові константи матеріалів охоплюваної (індекс 1) і охоплюючої (індекс 2) деталей, С1 і С2 коефіцієнти Ляме, які визначають за формулами:

d1 i d2 -- відповідно внутрішній діаметр охоплюваної і зовнішній діаметр охоплюючої деталей.

(Н/м2 ); (Н/м2 ); ;

(мкм)

Визначаємо мінімально допустимий натяг з'єднання, (мкм)

[Nмін] = Nмін р +гш + гт + гц+ гп

де гш - коефіцієнт, що враховує зминання нерівностей контактуючих поверхонь, під час утворення натягу.

гш = 4,8(Rad + RаD)=4,8(0,1+0,2)= 1,44 (мкм)

гт - коефіцієнт, що враховує різницю коефіцієнтів лінійного розширення матеріалів деталей з'єднання. Приймаємо гт =0;

гц - коефіцієнт, що враховує послаблення натягу під дією відцентрових сил. Приймаємо гц = 0;

гп - коефіцієнт, який враховує зменшення натягу при повторних запресуваннях. гп=0

Приймаємо [Nмін] = Nмін р +гш + гт + гц+ гп= 25,6+1,44=27,04 (мкм);

Обчислюємо максимально допустимий тиск [pмax] при якому відсутня пластична деформація на контактуючих поверхнях з'єднання;

(Н/м2)

(Н/м2)

З двох розрахованих значень вибираємо найменше, яке множимо на коефіцієнт 0,6 з метою створення коефіцієнта запасу міцності:

[pмax]=0,6 pмaxрозр= (Н/м2)

Знаходимо найбільший розрахунковий натяг:

(мкм)

Визначаємо максимально допустимий натяг:

[Nмax] = Nмax p•г + гш = (мкм)

де г - коефіцієнт, що враховує збільшення тиску біля торця охоплюючої деталі, d залежності від співвідношення L/dном i dном /d2 ( приймаємо, що г= 0,85)

З урахуванням розрахованих значень Nmax, Nmin з таблиці , де подано граничні натяги (, мкм), для посадок в системі отвору, визначаємо посадку з натягом. Необхідну несучу здатність посадки забезпечуємо збільшенням довжини з'єднання і діаметра d2 або зменшенням діаметра d1. У разі відсутності стандартної посадки , яка задовольняє розраховані величини граничні натяги , передбачаємо додаткове кріплення деталей з'єднання.

Для вибраної посадки будуємо схему розташування полів допусків для отвору і валу, вказують мінімальний натяги з'єднання.



3. Розрахунок гладких граничних калібрів

Виконати повний розрахунок калібрів для посадки Ш35Н8/f8:

Вихідні дані:

ES=39 es=-25 Smax=103(мкм)

EI=0 ei=-64 Smin=25(мкм)

На основі побудованої схеми полів допусків для посадки з зазором обчислюємо найбільший та найменший граничні розміри отвору та валу:

Dmax=D+ES=35,000 + 0,039=35,039;

Dmin=D+EI=35,000 + 0=35,000;

dmax = d+es=35,000 + (-0,025) =34,975;

dmin= d+ei=35,000+ (-0,064) =34,936;

За таблицею знаходимо допуски і граничні відхилення робочих калібрів та контр-калібрів:

для отвору Ш35Н8:

Z=6(мкм); Y=5(мкм); H=4(мкм);

для валу Ш35f8:

Z1=6(мкм); Y1=5(мкм); H1=7(мкм); H=4(мкм); Hp=2,5(мкм);

Визначаємо розміри калібрів і контркалібрів за такими формулами: калібри-пробки

ПРмах = Dmin+Z+H/2 =35,000+0,006+0,004/2=35,008;

ПРmin = Dmin+Z-H/2 =35,000+0,006-0,004/2=35,004;

ПРзн= Dmin - Y =35,000-0,005=34,995;

HEmax= Dmax + H/2 =35,039+0,004/2=35,041;

HEmin= Dmax - H/2 = 35,039-0,004/2=35,037;

Розраховуємо виконавчі розміри калібрів-пробок:

ПР= ПРmах-Н =35,008-0,004

ПРзн=34,995;

HE= HEmax-H =35,041-0,004

Розраховуємо виконавчі розміри калібра-скоби:

ПРмах= dmax- Z1+ H1/2=34,975-0,006+0,007/2=34,9725;

ПРmin= dmax- Z1- H1/2=34,975-0,006-0,007/2=34,9655;

ПРзн= dmax+ Y1 =34,975+0,005=34,98;

HEmax= dmin+ Н1/2=34,936+0,0035=34,9395;

HEmin = dmin- Н1/2=34,936-0,0035=34,9325;

Виконавчі розміри робочих калібрів-скоб:

ПР= ПРмах=34,9725+0,007;

ПРзн=34,98

HE= HEmin=34,9325+0,007;

Контркалібри для контролю скоб розраховуємо за формулами:

K- ПРмах= dmax- Z1+ Hp /2=34,975-0,006+0,0025/2=34,97025;

К- ПРmin= dmax- Z1-Hp /2=34,975-0,006-0,0025/2=34,96775;

К-Имах= dmax+ Y1+ Hp /2=34,975+0,005+0,00125=34,98125;

К-Иmin= dmax+ Y1- Hp /2=34,975+0,005-0,00125=34,97875;

К- HEmax= dmin+ Hp /2=34,936+0,00125=34,93725;

К- HEmin= dmin- Hp /2=34,936-0,00125=34,93475;

Виконавчі розміри контр-калібрів;

К- ПР= K- ПРmах-Нр=34,97025-0,0025;

К-И= К-Иmах-Нр=34,98125-0,0025;

К- HE= К- HEmax-Нр=34,93725-0,0025;

Після розрахунку виконавчих розмірів калібрів для контролю отвору та валу визначаємо розташування полів допусків калібрів для контролю отвору та валу з необхідними числовими значеннями.



Для контролю отвору

Для контролю валу

Ескізи калібру-пробки і калібру-скоби



4. Розрахунок розмірного ланцюга

Метод максимуму-мінімуму



Номінальний розмір замикаючої ланки розмірного ланцюга визначимо за формулою:

Максимальні та мінімальні розміри замикаючої ланки розраховуємо по формулах:

Допуск замикаючої ланки дорівнює сумі допусків складових ланок:

Величина замикаючої ланки та допуск на її виготовлення:

Список використаної літератури

1. Ю.Е. Кирилюк, Допуски и посадки: Справочник. Киев. Высшая школа, 1989.-135 стр., 26 табл.

2. А.Н. Виноградов, Основы стандартизации, допуски, посадки и технические измерения. - Москва. Машиностроение, 1982.-284 стр.

3. С.В. Кадомський, О.А. Литвиненко, Взаємозамінність, стандартизація та технічні вимірювання: Методичні вказівки до виконання курсової роботи для студентів спеціальностей напряму 0902 „Інженерна механіка”, для усіх форм навчання. - Київ. НУХТ, 2005.- 26 стор.

4. М.І. Краснопольський, Основи взаємозамінності, стандартизації та технічних вимірювань: Навчальний посібник. - Київ. ІЗМН, 1997 р. - 92 стор.

5. Конспект лекцій

Размещено на Allbest.ru

...