Первый способ расчета посадок с зазором

Основные исходные данные для расчета:

d — номинальный диаметр соединения, м;

l - длина соединения (подшипни ка скольжения);

Fr- радиальная нагрузка на цапфу, Н;

ω — угловая скорость вала, с^-1;

п — частота вращения вала, об/мин; μ - динамическая вязкость смазочного масла при рабочей температуре подшипника t_p, Н ∙ с/м².

Другие исходные данные могут или задаваться дополнительно, или приниматься в ходе расчета (например, шероховатость сопрягаемых поверхностей Ra_D и Ra_d,рабочая температура подшипника t_p, материал сопрягаемых деталей, коэффициент трения, марка масла и т.д.).

Порядок расчета

1. Определяем среднюю удельную нагрузку р, Н/м², по формуле

(2)

2. Устанавливаем допускаемую минимальную толщину маслянного слоя по формуле

(3)

где К_Ж.Т — коэффициент запаса надежности толщины масляного слоя, К_Ж.Т ≥ 2; Ra_D и Ra_d — высотные параметры шероховатости контактных поверхностей отверстия и вала; D_g — добавка на неразрывность масляного слоя, D_g = (2÷ 3) мкм.

При любом технологическом процессе изготовления деталей на ее поверхности образуется шероховатость, которая по ГОСТ 2789—73 [4] нормируется шестью параметрами:

-высотными Rz, Ra, Rmax,

- шаговыми (S_m, S)

- параметром относительной опорной длины профиля (t_p).

1. Граница максимальных значений Ra при конвертации Rz в Ra;

2. Граница максимальных значений Rz при конвертации Ra в Rz.

Рисунок 2 – Конвертация параметров Ra в Rz и Rz в Ra.

В современных условиях, чтобы избежать очень грубых ошибок при оценке качества поверхности, следует исключить практику перечисления параметров Ra и Rz (рис.2)

Таблица 1 – Шероховатость поверхности при механических методах обработки

Обрабатываемые поверхности

Методы обработки

Параметры шероховатости

Rz

Ra

Rz

2,5

1,25

0,63

0,32

0,160

0,080

0,040

0,100

Наружные цилиндрические поверхности

Обтачивание

Предварительное

+

+

+

+

Чистовое

+

+

+

+

+

Тонкое

+

+

+

+

Шлифование

Предварительное

+

+

+

Чистовое

+

+

Тонкое

+

+

Притирка

Грубая

+

+

Средняя

+

+

Тонкая

+

+

+

+

Отделка абразивным полотном

+

+

+

+

Обкатывание роликом

+

+

+

Шлифование Суперфиниширование

+

+

+

+

Внутренние цилиндрические поверхности

Растачивание

Предварительное

+

+

+

+

Чистовое

+

+

+

+

Тонкое

+

+

+

Сверление

+

+

+

Зенкерование

Черновое (по корке)

+

+

+

Чистовое

+

+

+

+

Развертывание

Нормальное

+

+

Точное

+

+

Тонкое

+

+

Протягивание

+

+

+

+

Внутреннее шлифование

Предварительное

+

+

Чистовое

+

+

+

Калибрование шариком

+

+

+

Притирка

Грубая

+

+

Средняя

+

+

Тонкая

+

+

+

Шлифование Притирка Хонингование

Нормальное

+

+

+

Зеркальное

+

+

+

Плоскости, плоские поверхности

Строгание

Предварительное

+

+

+

Чистовое

+

+

+

+

+

Тонкое

+

+

Цилиндрическое фрезерование

Предварительное

+

+

+

+

Чистовое

+

+

+

Тонкое

+

+

+

Торцовое фрезерование

Предварительное

+

+

+

+

Чистовое

+

+

+

Тонкое

+

+

Торцовое точение

Предварительное

+

+

+

+

Чистовое

+

+

+

+

+

Тонкое

+

+

+

Плоское шлифование

Предварительное

+

+

Чистовое

+

+

Притирка

Грубая

+

+

Средняя

+

+

Тонкая

+

+

+

+

Современные приборы позволяют измерять параметры Ra и Rz, поэтому надо измерять тот параметр, который указан на чертеже без пересчета.

Наиболее часто употребляемыми параметрами шероховатости являются параметры Ra и Rz. При выборе параметров Ra и Rz следует иметь в виду, что параметр Ra дает более полную оценку шероховатости, так как для его определения измеряют и суммируют расстояния большего числа точек действительного профиля до его средней линии. Тогда как при определении параметра Rz измеряют только расстояния между пятью вершинами и пятью впадинами неровностей Выбор числовых значений параметров шероховатости должен производиться в соответствии с условиями работы изделия и требованиями эксплуатации нормируемой поверхности. Следует учитывать требования к шероховатости рациональными методами обработки. Повышение этих требований влечет за собой значительное увеличение затрат на обработку[3].

При нормировании параметров Ra и Rz следует применять предпочтительные значения ГОСТ 2789—73, которым соответствуют номинальные значения шероховатости образцов сравнения по ГОСТ 9378-93.

3. Задаем рабочую температуру подшипника t_p. Правильность
задания рабочей температуры проверяем отдельным тепловым
расчетом. Рабочая температура подшипника должна быть не
выше 60÷75 °С.

В соответствии с принятой температурой t_p, °С, и маркой масла определяем динамическую вязкость масла:

(4)

где — динамическая вязкость масла при температуре 50 °С.

4. Рассчитываем значение функционального комплекса A_h по формуле

(5)

5. По графику (рис. 3) по значениям величин A _h и l/d определяем предельные (максимальный и минимальный) значения относительного эксцентриситета χ_min и χ_max, при которых толщина масляного слоя h_min. Относительные эксцентриситеты соответствуют проекциям точек пересечения горизонтали A_h с кривыми для определенного отношения l/d_n на ось χ в пределах от 0,3 до 0,99. Зависимости A_h от χ имеют экстремальный (выпуклый) характер, поэтому горизонталь, соответствующая, может пересекать кривую в одной или двух точках.

Величину χ_max определяем по второй части графика зависимости A_h от l/d_n и χ (рис. 4), где в большем масштабе показан правый нижний угол графика, представленного на рис. 3, так как по мере приближения χ к единице кривые на графике сливаются.

Значения χ_min и χ_max могут быть определены по табл. 2 с применением метода интерполяции или экстраполяции.

По полученному значению χ_min рассчитываем минимальный допустимый зазор:

(6)

6. Если χ_min находится за пределами графика (левее), т.е. χ_min < 0,3, то минимальный допустимый зазор определяем по формуле

(7)

где А _χ= А _h при заданном значении l/d на ординате, соответствующей χ=0,3.

7. По полученному значению χ_max рассчитываем максимальный допустимый зазор:

(8)

8. По таблицам допусков и посадок ГОСТ 25347-82 выбираем посадку, которая соответствует следующим условиям:

> (9)

< =2(Rz_d+Rz_D)= S _max-8(Ra_d + Ra_d) (10)

9. Запас точности (работоспособности) характеризуется коэффициентом запаса точности К _т, равным отношению допускаемой погрешности детали, соединения в конце срока их эксплуатации к погрешности новой детали, составных частей и машин. Для подвижных соединений коэффициент К т равен отношению максимального допуска посадки TS_F к конструктивному допуску посадки TS,который назначают для компенсации всех погрешностей. Для частного случая

К _т = >1 (11)

10. Выбор измерительных средств производят с учетом метрологических, конструктивных и экономических факторов. С учетом этих факторов в ГОСТ 8.051-81 приведены значения допустимой погрешности измерения δ размеров в зависимости от величины допуска изделия IT. Допустимая погрешность измерения показывает, на сколько можно ошибиться при измерении размера заданной точности в меньшую и в большую сторону, т. е. имеет знаки ± δ.

Все измерительные средства имеют погрешность. Погрешность - основной параметр, по которому выбирается измерительное средство в зависимости от точности измеряемого размера.

Предельная погрешность ∆ lim измерительного средства - наибольшая величина, на которую измерительное средство может исказить истинный размер. Предельная погрешность СИ нормирована в РД 50-98-86, и обязательно указывается в паспорте и аттестате измерительного средства, и РД 50-98-86.

Зная это, при выборе средств измерения необходимо, чтобы их предельная погрешность равнялась или была бы меньше допустимой погрешности измерения, то есть метрологическая характеристика средств измерения должна удовлетворять условию:

±∆ lim ≤ ±δ (12)

Выбор средств измерения производится следующим образом. Когда известны номинальный диаметр и допуск измеряемого размера, по ГОСТ 8.051-81 находят величину ±δ на пересечении строки соответствующего интервала номинальных размеров с графой значений δ при допуске измеряемого размера IT.

Зная допустимую погрешность δ, выбирают соответствующие средства измерения для вала и отверстия с учетом условия (12). Данные по выбору измерительных средств занести в таблицу 3.

Рисунок 3 - Зависимость функционального комплекса A_h от соотношения l/d при χ = 0,3...0,9

Рисунок 4 - Зависимость функционального комплекса A_h от соотношения l/d и х при χ= 0,9...0,99

Таблица 2 – Значения функционального комплекса A_h

χ	Значения функционального комплекса при l / d
0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,5	2,0
0,3	0,209	0,255	0,299	0,399	0,375	0,408	0,438	0,464	0,488	0,509	0,547	0,611
0,4	0,225	0,274	0,319	0,360	0,397	0,431	0,461	0,487	0,510	0,531	0,566	0,626
0,5	0,232	0,282	0,327	0,367	0,402	0,434	0,462	0,487	0,508	0,527	0,558	0,609
0,6	0,233	0,281	0,324	0,361	0,394	0,423	0,448	0,469	0,488	0,504	0,531	0,576
0,65	0,230	0,276	0,317	0,352	0,383	0,410	0,433	0,452	0,469	0,484	0,507	0,547
0,7	0,227	0,271	0,310	0,344	0,372	0,396	0,417	0,434	0,450	0,463	0,484	0,518
0,75	0,220	0,262	0,298	0,328	0,351	0,375	0,393	0,408	0,421	0,432	0,450	0,479
0,8	0,208	0,251	0,283	0,310	0,332	0,350	0,367	0,378	0,389	0,398	0,413	0,437
0,85	0,200	0,234	0,261	0,284	0,302	0,317	0,329	0,339	0,347	0,354	0,366	0,384
0,9	0,179	0,206	0,228	0,246	0,259	0,270	0,279	0,286	0,292	0,297	0,305	0,318
0,925	0,169	0,193	0,212	0,226	0,237	0,246	0,253	0,259	0,264	0,268	0,274	0,284
0,95	0,145	0,164	0,178	0,188	0,196	0,202	0,207	0,211	0,215	0,217	0,222	0,229
0,975	0,115	0,127	0,135	0,141	0,146	0,149	0,152	0,154	0,153	0,158	0,160	0,164
0,99	0,081	0,087	0,091	0,095	0,096	0,098	0,100	0,101	0,101	0,102	0,103	0,105

Дата добавления: 2014-12-29