Основные термины и определения 1 страница

Строим схему расположения полей допусков заданного вала и калибров для его контроля (рисунок 7.4).

Строим схему расположения полей допусков заданного вала и калибров для его контроля (рисунок 7.3).

Рисунок 7.3 Схема расположения полей допусков калибров для контроля отверстия Ø 100 Н 8.

Пример 2: Определить предельные и исполнительные размеры калибров для контроля вала Ø 100 j _s8 и контркалибров к ним. Построить схему расположения полей допусков, на которой нанести величины предельных отклонений.

Решение.

1 По СТ СЭВ 144, приложение А5 определяем предельные отклонения вала

Ø 100 j _s8. Они равны ± 0,027 мм. Следовательно, предельные размеры вала будут:

d _max = D + es = 100 + 0,027 = 100,027 мм;

d _min = D + ei = 100 – 0,027 = 99,973 мм.

2 По СТ СЭВ 157 (таблица 7.3) находим допуски и предельные отклонения калибров и контркалибров для диаметра 100 мм: z₁ = 8 мкм; H ₁ = 10 мкм; y ₁ = 6 мкм; H_p = 4 мкм.

3 Определяем предельные размеры калибров и контркалибров.

Калибры (скобы):

мм;

мм;

мм;

мм;

мм.

Контркалибры к скобам:

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм.

4 Находим исполнительные размеры калибров и контркалибров.

Калибры (скобы):

ПР = 100,014^+0,010 мм; ПР_изн = 100,033 мм; НЕ = 99,968^+0,010 мм.

Контркалибры к скобам:

К–ПР = 100,021_-0,004 мм; К–И = 100,035_-0,004 мм;

К–НЕ = 99,975_-0,004 мм.

Контркалибр К–И проверяет допустимую величину износа рабочей проходной скобы.

Таблица 7.2 – Результаты расчетов калибров

Вид калибра	Условное обозначение	Исполнительный размер, мм	Допускаемый износ до размера, мм
Скоба	ПР НЕ ПР изн К–ПР К–И К–НЕ	100,014^+0,010 99,968^+0,010   100,021-0,004   99,975-0,004	100,033   100,035-0,004
Пробка	ПР НЕ ПРизн	100,011^+0,010 100,057^+0,010	100,060

Рисунок 7.4 – Схема расположения полей допусков калибров для контроля вала диаметром 100js8
Таблица 7.3 – Допуски и отклонения гладких калибров для размеров до 500 мм (по СТ СЭВ 157)

Квалитеты допусков изделий	Обозначения	Интервалы размеров, мм	Допуск на форму калибра
До 3	Свыше 3 до 6	Свыше 6 до 10	Свыше 10 до 18	Свыше 18 до 30	Свыше 30 до 50	Свыше 50 до 80	Свыше 80 до 120	Свыше 120 до 180	Свыше 180 до 250	Свыше 250 до 315	Свыше 315 до 400
Допуски в мкм
	Z Y Z1 Y1 H H1 HP	1,5 1,5 1,2 0,8	1,5 1,5 1,5 2,5	1,5 1,5 1,5 2,5	1,5 2,5 1,2	1,5 2,5 1,5	2,5 3,5 2,5 1,5	2,5	2,5	3,5	4,5			IT 1 IT 2 IT 1
	Z, Z1 Y, Y1 H, H1 HP	1,5 1,5 0,8	1,5 2,5	1,5 2,5	2,5 1,2	1,5	3,5 1,5		2,5	3,5	4,5			IT 2 IT 1 IT 1
	Z, Z1 Y, Y1 H H1 HP	1,2	2,5 1,5	2,5 1,5		2,5	2,5							IT 2 IT 3 IT 1
	Z, Z1 Y, Y1 H H1 HP	1,2	2,5 1,5	2,5 1,5		2,5	2,5							IT 2 IT 3 IT 1
	Z, Z1 Y, Y1 H H1 HP	1,2	2,5 1,5	2,5 1,5		2,5	2,5							IT 2 IT 3 IT 1

Задача 8.РАСЧЕТ ПОСАДКИ С ЗАЗОРОМ ДЛЯ ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ

Условие. Рассчитать и выбрать стандартную посадку с зазором подшипника скольжения. Для выбранной посадки начертить схему полей допусков сопрягаемых деталей: определить наибольшие и наименьшие предельные размеры вала и отверстия, наибольший и наименьший зазоры, допуск посадки. Вычертить эскиз соединения, обозначив на нем посадку и эскизы сопрягаемых деталей, проставив размеры с предельными отклонениями.

Указания к решению

Известно, что при гидродинамическом режиме работы масляный клин в подшипнике скольжения возникает только в области определенных зазоров между цапфой вала и вкладышем подшипника. Поэтому задачей настоящего расчета является нахождение оптимального расчетного зазора и выбор по нему стандартной посадки.

Рассмотрим упрощенный метод расчета и выбора посадок.

Толщина масляного слоя в месте наибольшего сближения поверхностей отверстия и вала ,

где S – диаметральный зазор; - относительный эксцентриситет; е -абсолютный эксцентриситет вала в подшипнике при зазоре S.

Принципиальный график зависимости толщины масляного слоя от величины зазора S приведен на рис.8.1.

h

h^/

[h_min]

S

[S_max]

S_опт

[S_min]

S_max

S_min

TS

Рис.8.1

Как видно из рис.8.1, определенной толщине масляного слоя соответствуют два зазора. Например, [hmin] соответствуют зазоры [Smin] и [Smax]. Допустимая минимальная толщина масляного слоя, при которой еще обеспечивается жидкостное трение,

[hmin] = K×(RZ_D+RZ_D+g_g) =

=K×(4R_aD+4R_ad+g_g),

где, К³2 – коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя; g_g – добавка на неразрывность масляного слоя (g_g = 2¸3 мкм).

Поэтому необходимо соблюдать условие

h ³ [hmin], Smin ³ [Smin], (8.1)

где [Smin] – минимальный допустимый зазор, при котором толщина масляного слоя равна допускаемой минимальной величине [hmin].

Относительный эксцентриситет х_min, соответствующий зазору Smin, из-за возможности возникновения самовозбуждающихся колебаний вала в подшипнике при малых зазорах рекомендуется принимать не менее 0,3, т.е. x_min ³ 0,3.

Для определения х используем полученную зависимость

, (8.2)

где w - угловая скорость вала, рад/с; С_R – коэффициент нагруженности подшипника; P – среднее удельное давление, Па;

,

где Fr – радиальная нагрузка по цапфу, Н; l, d_H.C. – длина подшипника и номинальный диаметр соединения, м; m - динамическая вязкость смазочного масла при рабочей температуре tn, H×с/м2,

,

где tи – температура испытания масла (50°С или 100°С); – динамическая вязкость при tи = 50°C (или 100°С) (табл.8.1); n – показатель степени, зависящий от кинематической вязкости масла n:

n50
n	1,9	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0

Обозначив , из формулы 8.2 получим

. (8.3)

Таблица 8.1

Наименование и марка масла	Стандарт ГОСТ	Вязкость
Кинематическая сСТ	Динамическая m×10^3, Н×с/м2
Вязкость при 50°С
Легкие индустриальные Сепараторное Л		6,0-10,0	5,4-9
Средние индустриальные Сепараторное Т		14-17	12,6-15,3
И-20А	20799-75	17-23	15,3-20,7
И-25А	20799-75	24-27	21,6-24,2
И-30А	20799-75	28-33	25,2-29,7
И-40А	20799-75	35-45	31,5-40,5
Турбинные: Т22	32-74	20-23	18-20,7
Т30	28-32	25,2-28,8
Т46	44-48	39,6-43,2
Т57	55-59	49,5-53,1
Вязкость при 100°С
Тяжелые индустриальные Автомобильные: АС-6	10541-78*	³ 6	³ 5,4
АС-8	8 ± 0,5	7,2 ± 0,45
АС-10	10 ± 0,5	9 ± 0,45

На рис.8.2 приведены зависимости А от х и отношения l/d_H.C. Для определения хmin необходимо по формуле (8.3) определить Аh, соответствующее [hmin]:

=1,2

0,56

0,36

0,48

0,60

0,44

0,52

0,28

0,3

0,98

0,4

0,94

0,9

0,96

0,8

0,9

0,7

0,92

0,6

x

0,5

A

0,20

0,24

0,32

0,40

1,5

1,3

1,1

1,0

0,9

0,8

0,5

0,6

0,4

0,7

x_max

x_min

A_h

0,28

0,18

0,24

0,30

0,22

0,26

0,14

A

0,12

0,16

0,20

0,10

x

Рис.8.2

1,5

1,3

1,1

1,0

0,9

0,8

0,5

0,6

0,4

0,7

1,2

.

По рис.8.2 можно определить х_min – относительный эксцентриситет, соответствующий зазору [Smin]; хопт и Аопт – относительный зазор и параметр А, соответствующие оптимальному зазору S_опт, при котором толщина масляного слоя достигает своего наибольшего значения h/ (см.рис.8.1); Ах – значение параметра А при х = 0,3.

Минимальный допустимый зазор

,

где Кj - коэффициент, учитывающий угол охвата (табл.8.2).

Таблица 8.2

Угол охвата, град	Отношение l/dH.C.
0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,5	2,0
j = 360°	0,896	0,913	0,921	0,932	0,948	0,963	0,975	0,990	0,982	1,009	1,033	1,083
j = 180°
j = 120°	0,958	0,908	0,921	0,907	0,891	0,872	0,860	0,852	0,821	0,829	0,814	-

Максимальный допустимый зазор при h = [hmin]

.

При выборе посадки необходимо выполнить условие

Smax £ [Smax]. (8.4)

При этом

,

где - поправка, связанная с различием коэффициентов линейных расширений материалов вала и втулки или существенным различием температур соединенных деталей, . Здесь a_D, ad – коэффициенты линейного расширения втулки и вала (табл.1.3); Dt_D, Dt_d - разность между рабочей и нормальной (200°С) температурами; - поправка, связанная с наличием неровностей на поверхностях вала и втулки, =8×(Ra_D + Ra_d); Т_изн – допуск на износ.

Таблица 8.3

Марка материала	Коэффициент линейного расширения a×10^-61/град-1	Марка материала	Коэффициент линейного расширения a×10^-61/град-1
Сталь 30	12,1	Чугун
Сталь 35		Бронза БРОЦС6-6-3	17,1
Сталь 40	11,9	Бронза БРАЖ9-4	16,2
Сталь 45	11,9	Латунь ЛАЖМц60-1-1	21,6
Сталь 50	11,2	Латунь ЛМцС 56-2-2

Величина допуска на износ может задаваться числовым значением, рассчитанным по требуемой долговечности подшипника, или определяться по предписанному коэффициенту запаса точности К_Т:

,

где

.

При выборе посадки необходимо использовать дополнительное условие, по которому средний зазор S_C в посадке должен быть примерно равен оптимальному Sопт:

.

Если при выборе посадки не удается выполнить условия (8.1) и (8.4), то следует произвести проверку правильности выбора посадки теоретико-вероятностным методом, определив для этого вероятностные зазоры:

;

.

При невыполнении условий

и

необходимо провести повторный расчет. При этом разрешается выбрать другую смазку (изменить m).

Таблица 8.4 Для расчета посадки с зазором

Исходные данные	Предпоследняя цифра номера шифра зачетной книги студента
Материал втулки	Бронза	Бронза олов.	Латунь	Бронза	Латунь	Бронза олов.	Чугун	Латунь	Латунь	Чугун
dнс,мм
l, мм
	Последняя цифра номера шифра зачетной книги студента
Fr,кН	1.8	2.0	2.0	2.5	1.6	1.7	2.2	2.3	3.0	1.9
n,об/мин
T, ◦С
Примечание. По конструкции все подшипники скольжения с углом охвата 180 градусов (половинные).

Пример. Рассчитать и выбрать по ГОСТ 25347-82 (СТ-СЭВ 144-88) посадку с зазором для подшипника скольжения, работающего в условиях жидкостного трения при следующих данных: d_H.C. = 115 мм; l = 100 мм; n = 800 об/мин или = H×с/м² (табл.8.1); К_Т = 1,5; Fr = 1600H.

Принимаем, что подшипник с углом охвата j = 360° работает при температуре tn = 700°C, вкладыш – из бронзы БРОЦС6-6-3, вал – из стали 40.

Решение

Среднее удельное давление

.

Допустимая толщина масляного слоя

[hmin] = 2(4RaD + 4Rad +gg)×10^-6 = 2×(4 × 0,4 + 4 × 0,2 + 3)×10-6 = 10,8×10^-6м,

где RaD = 0,4 мкм, Rad = 0,2 мкм

Динамическая вязкость масла при температуре работы подшипника

где n = 1,9

Значение

По рис.8.2 при Ah = 0,236 и l/dH.C. = 100/115 = 0,9 для подшипника с углом охвата j = 360° находим хmin < 0,3 (принимаем хmin = 0,3); хmax = 0,932; хопт = 0,49; Аопт = 0,435; Ax = 0,409 (значение А при х = 0,3).

Минимальный допустимый зазор

где Кj = 0,963 для j = 360° взят из табл.8.2.

Максимальный допустимый зазор

Максимальный допустимый зазор с поправками

=

=305,9×10^-6–0,115(17,1×10^-6×50 – 11,9×10^-6×50) –8(0,4 + 0,2)×10^-6=270,05×10^-6м,

где aD = 17,1×10^-6 для бронзы БРОЦС6-6-3, ad = 11,9×10^-6 для стали 40 взяты из табл.8.3.

Допуск на износ при запасе точности К_Т = 1,5:

Максимальный допустимый зазор с учетом допуска на износ

Для выбора посадки желательно, чтобы средний зазор в посадке SC был примерно равен оптимальному Sопт:

Толщина масляного слоя при Sопт

Выбираем посадку по Приложению Е из условия:

Smin ³ [Smin], Smax £ [Smax].

Отсюда

.

Для выбранной посадки Smin = 36 мкм, Smax = 210 мкм, SC = 123 мкм, Т_D = 87 мкм, Т_d = 87 мкм. Выбранные Smin, Smax не отвечают требованиям условия, однако эти отступления незначительны.

Допустимость принятия выбранной посадки проверим теоретико-вероятностным методом:

;

.

Следовательно, посадка выбрана правильно. Выполнить условие равенства SC и Sопт не удалось, поскольку потребовалось бы значительно сократить допуски T_D и T_d, что нежелательно.

Схема полей допусков представлена на рис.8.3, а эскизы соединения и сопрягаемых деталей – на рис.8.4.

Рис.8.3

H 9

f 9

Æ115 Н9/f9

а)

Æ115Н9^(+0,087)

б)

Æ115 f 9

в)

Рисунок 8.4

Дата добавления: 2015-04-30