Расчет и выбор посадок

2.1 Расчет и выбор посадок с зазорами

Посадки с зазором предназначены для подвижных и неподвижных соединений деталей. В подвижных соединениях зазор служит для обес­печения свободы перемещения, размещения смазки, компенсации тем­пературных деформаций и погрешностей изготовления и сборки. В не­подвижных соединениях зазор необходим для свободного вхождения деталей при сборке, для регулирования взаимного расположения дета­лей в сборе и компенсации погрешностей изготовления.

Если работа соединения предполагается в условиях полужидкост­ного, полусухого и сухого трения, выбор посадок чаще всего произво­дится по аналогии с посадками известных и хорошо работающих соеди­нений. Если соединение будет работать в условиях жидкостного тре­ния, то к нему предъявляются повышенные требования и необходимые зазоры определяются на основе гидродинамической теории трения.

При выполнении этого задания необходимо рассчитать допусти­мые предельные значения зазора и подобрать посадку исходя из работы подшипника в условиях жидкостного трения (исходные данные в таблице 1 прил. 32 [1])

Таблица 1- Исходные данные

Диаметр соединения	d = 84 мм
Длина соединения	l = 76 мм.
Удельное давление на опору	Р = 1,37 МПа
Динамический коэффициент вязкости масла
Частота вращения	n = 1700 мин.
Шероховатость втулки
Шероховатость вала

Расчет посадок выполняется в определенном порядке.

2.1.1 Определяется минимально допустимая толщина масляного слоя:

(15)

где k — коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя, k ³2;

V_е — добавка на неразрывность масляного слоя, V_е равна 2 — 3 мкм.

2.1.2 Рассчитывается значение А_h

(16)

где w — угловая скорость, рад/с,

(17)

2.1.3 По полученному значению А_h определяем (при данном l/d_nc=0,9) минимальный относительный экс­центриситет Х_min, так как Х_min< 0.3 то минимально допустимый зазор определяем по формуле;

, (18)

где - A_x = 0,418

2.1.4 По найденному значению А_h определяется минимальный относительный эксцентриситет Х_max, а затем рассчиты­вается максимально допустимый зазор [S_max];

(19)

2.1.5 По полученным значениям [S_min]и [S_max] выбираем по­садку из условия:

Æ84 мм

2.1.6 Строим схему расположения полей допусков принятой посадки.

Рисунок 7- Схема полей допусков

2.2 Расчет и выбор посадок с натягом

Расчет посадок с натягом выполняется с целью обеспечения проч­ности соединения (отсутствия относительного смещения соединяемых деталей под действием внешних нагрузок) и прочности соединяемых деталей. Исходя из первого условия определяется минимальный допу­стимый натяг [N_min ], а исходя из второго условия — максимальный допустимый натяг [N_max ] Исходные данные к расчету и выбору поса­док с натягом приведены ниже.

Таблица 2 – Исходные данные

Диаметр соединения	d = 70 мм.
Наружный диаметр втулки	d2 = 110 мм
Длина соединения	l = 50 мм
Крутящий момент	Мк =350 Н*м
Материал вала и втулки	Сталь 45
Шероховатость втулки
Шероховатость вала

2.2.1 По данным из таблицы 2 (приложения 32 [1]) определяем минимальное удельное давление по контактным поверхностям соединения.

(20)

где - ¦ коэффициент трения при распрессовке ¦ = 0,1

2.2.2 Рассчитываем минимально допустимый натяг:

(21)

где V_м — добавка к натягу на срезание микро неровностей,

V_М = 5(R_аD+R_ad) мкм (22)

V_М = 5·(0,63+0,63) = 6,3 мкм.

V_п — добавка, компенсирующая уменьшение натяга при повтор­ных запрессовках, V_п=10 мкм;

E₁ и Е₂ — модули упругости материалов вала и втулки, E = 10 Н/м;

С₁ и С₂ — коэффициенты Лямэ соответственно для вала и втул­ки, определяем по формулам:

, (23) (24)

где m₁ и m₂ — коэффициенты Пуассона для вала и втулки, m = 0,3

2.2.3 Определяем величина наибольшего расчетного натяга:

(25)

где [P_max]— максимально допустимое удельное давление, при котором отсутствует пластическая деформация.

Для сплошного вала и стальной втулки значение [P_mах ] можно определить по формуле

где σ_T2 — предел текучести материала охватывающей детали. σ_T2 =350 МПа

2.2.4 Определяем величину максимально допустимого натяга с учетом поправок

(26)

где V_уд — коэффициент, учитывающий увеличение удельного давления у торцов охватывающей детали. V_уд =0,92

2.2.5 По полученным значениям [N_min] и[N_max ] выбираем посадку из условия:

Æ70 мм

= 29

= 78

2.2.6 Строится схема расположения полей допусков принятой по­садки.

Рисунок 8 - Схема полей допусков

2.2.7 Определяем запас прочности соединения П_с и запас проч­ности деталей П_в:

(27)

(28)

2.2.8 Рассчитываем необходимое максимальное усилие при за­прессовке деталей:

(29)

где ¦_п — коэффициент трения при запрессовке, ¦_п =1,2¦; ¦_п = 0,12

(30)

2.3 Выбор переходных посадок и определение вероятности появления соединений с натягом и зазором

При выборе переходных посадок необходимо учитывать то, что для них характерна возможность получения как натягов, так и зазоров. Чем больше вероятность получения натяга, тем более прочной являет­ся посадка. Для более точного центрирования деталей при ударных и вибрационных нагрузках выбирают более прочные посадки, а если ожидается частая разборка и повторная сборка, то применяют менее прочные переходные посадки.

Æ25 мм

2.3.1 Определяем N_max, S_max, Т_D,Т_d

2.3.2 Определяем среднее квадратичное отклонение зазора и предел интегрирования:

(31)

(32)

где - Nc = (S_max – N_max) / 2 (33)

2.3.3 По найденному значению t находим значение функции Ф(t) и определяем вероятность появления соединений с натягом и зазором:

вероятность натяга:

(34)

вероятность зазора:

(35)

процент соединений с зазором

(36)

процент соединений с натягом

(37)

2.3.4 Строим дифференциальную функцию распределения натягов и зазоров.

Рисунок 9 - Распределение зазоров и натягов в соединениях

Дата добавления: 2015-04-30