Расчет посадок с натягом

Необходимо произвести расчет посадки для гладких цилиндрических соединений с натягом для соединения 6-13.

Исходные данные указаны в таблице 1.

Таблица 1

Наименование величины	Обозначения	Численная величина
Крутящий момент, Н∙м	Mкр
Осевая сила, Н	P0
Номинальный диаметр соединения, мм	dн
Диаметр отверстия полого вала, мм	d1
Наружный диаметр втулки, мм	d2
Длина сопряжения, мм	L
Коэффициент трения	f	0,07
Модуль упругости материала вала, Па	Ed	0,9∙10^11
Модуль упругости материала втулки, Па	ED	2∙10^11
Коэффициент Пуассона материала вала	µd	0,33
Коэффициент Пуассона материала втулки	µD	0,25
Предел текучести материала вала, Па	σтd	20∙10^7
Предел текучести материала втулки, Па	σтD	36∙10^7

Определяются предельные (N_minф и N_maxф) величины натягов в соединении.

Минимальный функциональный натяг, определяемый из условия обеспечения прочности соединения при нагружении крутящим моментом:

где C_D и C_d – коэффициенты жесткости конструкции:

Максимальный функциональный натяг, определяемый из условия обеспечения прочности сопрягаемых деталей:

где Р_доп – наибольшее допускаемое давление на контактной поверхности, при

котором отсутствуют пластические деформации:

1) для втулки:

;

2) для вала:

;

N_{max ф} рассчитывается по наименьшему значению Р_доп –

Из функционального допуска посадки определяем конструкторский допуск посадки, по которому устанавливаем квалитеты вала и отверстия:

TN_ф= TN_к+ TN_э

где TN_ф – функциональный допуск посадки:

TN_ф= N_maxф-N_minф ; TN_ф=60-15=45мкм

TN_к – конструкторский допуск посадки:

TN_к=ITD+ITd,где ITD – табличный допуск отверстия, а ITd – табличный допуск вала.

Эксплуатационный допуск посадки

где – запас на эксплуатацию; – запас на сборку.

Конструкторский допуск посадки TN_к определяется на основании экономически приемлемой точности изготовления деталей соединения и рекомендаций по точности посадок с натягом (не точнее IT6 и не грубее IT8).

Эксплуатационный допуск посадки T_э должен быть не менее 20% TN_ф:

Из ГОСТа 25346-82 найдем IT6, IT7, IT8, для d_н = 40 мм:

IT6=16 мкм, IT7=25 мкм, IT8=33мкм

Определяем функциональные натяги с учетом поправок:

;

,

где U - поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей соединяемых деталей, мкм:

где Ra_D, Ra_d- среднее арифметическое отклонение профиля соответственно отверстия и вала.

R_aD=0,05∙IT7 = 0,05∙25 = 1,25 мкм

R_ad=0,05∙IT6= 0,05∙16 = 0,8 мкм.

U = 5(1,25 + 0,8) = 10,25 мкм.

N_{min ф расч}= 15 + 10= 25 мкм.

N_{max ф расч}= 60 + 10= 70 мкм.

Для обеспечения работоспособности стандартной посадки необходимо выполнить следующие условия:

a) ; ,

б) ;

в) .

Запас на эксплуатацию учитывает возможность повторной запрессовки

при ремонте, наличие динамических нагрузок при работе и другие условия. Чем больше запас на эксплуатацию, тем выше надёжность и долговечность прессового соединения.

Запас на сборку учитывает перекосы при запрессовке и другие, неучтённые в формулах условия сборки. Чем больше , тем меньше усилия запрессовки, напряжения в материале деталей, приводящие к их разрушению.

1.Посадки с натягом из числа рекомендуемых ГОСТ 25347-82 в системе отверстия:

Рисунок 1.1 – посадки с натягом рекомендуемые

РАСЧЁТ ПОСАДКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ.

Рассчитаем посадки подшипника качения. Класс точности 0, d=30 мм, D=72 мм, B=19 мм, r=2 мм.

Для уточнения посадки циркуляционно-нагруженного кольца подшипника определяем интенсивность радиальной нагрузки на посадочной поверхности

где R – радиальная реакция опоры на подшипник;

b – рабочая ширина посадочной поверхности кольца подшипника за вычетом фасок, ;

K_n – динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки, K_n=1;

F – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе, F=1;

F_A – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами тел качения, F_A=1.

По величине и диаметру d кольца находим рекомендуемое основное отклонение. Получили основное отклонение js.

Номер квалитета зависит от класса точности подшипника. При посадке на вал, если подшипник 0,6 класса, принимаем вал IT6. Получаем поле допуска вала js6.

Для местно нагруженного кольца основное отклонение H. Номер квалитета принимаем в зависимости от принятого класса подшипника. Для 0 класса – это IT7. Поле допуска отверстия в соединении – H7.

Рис. 2.1 – поля допусков подшипника качения

Рис. 2.2 – сборочный чертеж

Рис. 2.3 – эскиз корпуса

Рис. 2.4 – эскиз вала

РАСЧЁТ КАЛИБРОВ

Расчет исполнительных размеров гладких калибров – скоб

Контроль детали по размеру Æ28u7 осуществляется с помощью предельных калибров-скоб. Наибольший предельный размер вала d_max, мм:

,

где es – верхнее отклонение вала, мм;

мм.

Наименьший предельный размер вала d_min, мм:

,

где ei – нижнее отклонение вала, мм;

мм.

По таблице 2 ГОСТ 24853-81 «Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски» определяем:

Z₁=5 мкм – отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наибольшего предельного размера вала;

H₁=6 мкм – допуск на изготовление калибров для вала;

Y₁=4 мкм – допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия.

Строим схему расположения полей допусков вала (рисунок 3.1), проходного и непроходного калибров-скоб, считаем исполнительные размеры калибров – скоб.

В качестве исполнительного размера скобы берется наименьший предельный размер ее с положительным отклонением, равным допуску на изготовление калибра.

Рис. 3.1 – Поля допусков калибра скобы

Наименьший предельный размер проходной стороны калибра-скобы

мм

Наименьший предельный размер непроходной стороны калибра-скобы

;

мм

Исполнительный размер проходной стороны калибра-скобы .

Исполнительный размер непроходной стороны калибра-скобы равен .

Дата добавления: 2015-04-30