Четвертый способ расчета посадки с зазором

В качестве обязательного условия рассматривается необходимость жидкостного трения для обеспечения нормальной работы подшипника скольжения.

Масляный клин в подшипнике скольжения возникает только в области определенных зазоров между цапфой и валом. Задачей данного способа расчета является нахождение оптимального зазора, а также наименьшего и наибольшего зазоров и выбор стандартной посадки соединения.

Порядок расчета

1. Определяем среднюю удельную нагрузку р, Н/м², на контактных поверхностях соединения и угловую скорость вращения вала по формуле (2)

2. Принимаем рабочую температуру подшипника t_p=50-75ºС.

В соответствии с принятой температурой t_p и маркой масла определяем динамическую вязкость масла по формуле (4)

3. Рассчитываем оптимальный относительный зазор в соединении

(31)

где K_φ — коэффициент, учитывающий угол охвата масляным клином контактных поверхностей соединения и отношение l/d, значения K_φ приведены в табл. 6.

Таблица 6 –Значения коэффициента охвата K_φ

Угол охвата,φ	Отношение l/d
0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,5	2,0
360	0,344	0,450	0,55	0,650	0,740	0,825	0,905	0,975	1,040	1,100	1,150	1,250	1,430
180	0,385	0,502	0,608	0,706	0,794	0,870	0,940	1,000	1,050	1,120	1,140	1,210	1,320
120	-	0,481	0,552	0,650	0,720	0,775	0,820	0,860	0,895	0,920	0,945	0,985	-

Подшипник (половинный), у которого l/d≥ 1 угол охвата равен 180º.

(32)

4. Определяем оптимальный зазор:

(33)

5. Определяем максимально возможную толщину масляного слоя между поверхностями трения в соединении:

(34)

где — максимально возможная для данного режима трения относительная толщина масляного слоя:

(35)

6. Рассчитываем среднюю величину зазора в выбираемой посадке с учетом температурного изменения зазора в подшипнике скольжения:

(36)

где α _d, α _D - температурные коэффициенты линейного расширения материалов деталей вал и отверстия (табл. 7).

Таблица 7 – Значения температурного коэффициента линейного расширения

№	Материал	α ·10^-6	№	Материал	α ·10^-6
	Сталь30	12,6±2,0		Чугун	11,0±1,0
	Сталь 35	11,1±1,0		Бронза БрОЦС6-6-3	17,1±2,0
	Сталь 40	12,4±2,0		Бронза БрАЖ9-4	17,8±2,0
	Сталь 45	11,6±2,0		Латунь ЛАЖМЦ 66-6-3-2	18,7±2,0
	Сталь 50	12,0±1,0		Латунь ЛМцОС 58-2-2-2	17,0±1,0

7. По ГОСТ 25347-82 выбираем посадку, у которой средний зазор близок к расчетному значению и коэффициент относительной точности η максимален:

≥1 (37)

Не рекомендуется выбирать посадку с коэффициентом точности η < 1, так как в таких посадках толщина масляного слоя имеет меньшее значение и возможно образование сухого трения.

8. Реальные поверхности всегда имеют небольшую шероховатость, которая влияет на гидродинамику смазки и изменение толщины масляной пленки. Поэтому действующие зазор определяют с учетом шероховатости и температурных деформаций:

(38)

(39)

Величину высот неровностей или задают техническими условиями, или выбирают по методу обработки поверхностей детали (табл.1).

9. Определяем соответствующие предельным зазорам и

относительные зазоры и :

(40)

(41)

10.Определяем коэффициенты нагруженности

(42)

(43)

11. По табл.5 в зависимости от коэффициентов нагруженности определяем значения относительных эксцентриситетов χ ₁ и χ ₂, которые соответствуют предельным зазорам и .

12.Вычисляем значения действующих толщин масляного слоя
и выбираем из двух полученных значений наименьшую толщину масляного слоя для последующей проверки его достаточности в эксплуатационных условиях:

(44)

(45)

13. Для обеспечения жидкостного трения необходимо условие, чтобы наименьшая толщина масляной пленки была больше всех погрешностей формы и взаимного расположения поверхностей, а также предельных высот неровности, которые могут быть в соединении.:

> (46)

где ∆_ф - погрешность формы и расположения поверхностей:

(47)

где ∆ _ц — отклонение от цилиндричности поверхностей вала и отверстия;

∆_рад.б. - радиальное биение поверхностей поверхностей вала и отверстия;

Предельные отклонения формы и расположения поверхностей (допуски, цилиндричности, круглости, плоскостности, параллельности др.) назначаются в тех случаях, когда они должны быть меньше допуска размера, т. е. при наличии особых требований к точности деталей и узлов, вытекающих из условий их работы или изготовления [2].

В зависимости от соотношения между допуском размера и допусками формы или расположения устанавливают следующие уровни относительной геометрической точности:

А - нормальная относительная геометрическая точность (допуски формы или расположения составляют примерно 60% допуска размера);

В - повышенная относительная геометрическая точность (допуски формы или расположения составляют примерно 40% допуска размера);

С - высокая относительная геометрическая точность (допуски формы или расположения составляют примерно 25% допуска размера).

Допуски формы цилиндрических поверхностей, соответствующие уровням А, В и С, составляют примерно 30, 20 и 12% допуска размера, так как допуск формы ограничивает отклонение радиуса, а допуск размера — отклонение диаметра поверхности. Допуски формы и расположения можно ограничивать полем допуска размера. Эти допуски указывают только тогда, когда по функциональным или технологическим причинам они должны быть меньше допусков размера или неуказанных допусков по ГОСТ 30893.1-2002.

Рекомендуемые значения приведены в табл.8 и 9.

Таблица 8 – Допуски цилиндричности, круглости, профиля продольного сечения (по ГОСТ 24643-81)

Номинальный диаметр, мм	Степень точности
Допуск, мкм
Св. 18 до 30	1,6	2,5
Св. 30 до 50
Св. 50 до 120	2,5

Таблица 9 –Допуски соосности, симметричности, пересечения осей и радиального биения (по ГОСТ 24643-81)

Номинальный диаметр, мм	Степень точности
Допуск, мкм
Св. 18 до 30
Св. 30 до 50
Св. 50 до 120

Дата добавления: 2014-12-29