всіх форм навчання
Для заданих в табл. 1 додатка вихідних даних розрахувати і вибрати посадку з зазором для підшипника ковзання. Побудувати схему розташування полів допусків обраної посадки із зазначенням числових значень розмірів, відхилень, допусків і зазорів.
Для заданих в табл. 2 додатки вихідних даних розрахувати і вибрати посадку з натягом для гладкого циліндричного сполучення. Побудувати схему розташування полів допусків обраної посадки із зазначенням числових значень розмірів, відхилень, допусків і натягов.
Розрахувати граничні розміри робочих калібрів (скоби і пробки) для деталей, що утворюють обрану в завданні 2 посадку з натягом; побудувати схему розташування полів допусків калібрів із зазначенням числових значень розмірів та відхилень; викреслити робочі креслення калібрів.
1. Методики розрахунку і ВИБОРУ ПОСАДОК З зазор
У підшипників ковзання
Вибір посадок в підшипниках ковзання заснований на визначенні умов, що забезпечують рідинне тертя між обертається цапфою і вкладишем підшипника (в підшипниках ковзання вал названий цапфою, втулка - вкладишем).
Розрахунок ведеться з умов обертання валу в опорному підшипнику з постійною швидкістю при постійному по величині й напрямку тиску вала на опору. Найбільшого поширення набули гідродинамічні підшипники, в яких мастильний матеріал захоплюється обертається цапфою або вкладишем підшипника. В результаті цього виникає гідродинамічний тиск, що перевищує навантаження на опору і прагне розклинити поверхню цапфи і вкладиша. При цьому вал відділяється від поверхні вкладиша і зміщується у напрямку обертання (рис. 1).
Коли вал знаходиться в стані спокою, поверхня опорної цапфи стикається з вкладишем підшипника по нижньої твірної, а по верхній є зазор: S = D - d. При певній частоті обертання валу (інші чинники постійні) створюється рівновага гідродинамічного тиску і сил, що діють на опору.
Положення вала в стані рівноваги визначається абсолютним # 8494; і відносним c = 2 # 8494; / S ексцентриситетами. Поверхні цапфи і вкладиша при цьому розділені змінним зазором, рівним hmin в місці їх найбільшого зближення і hmax = S - hmin на діаметрально протилежному боці. Найменша товщина масляного шару hmin пов'язана з відносним ексцентриситетом c залежністю [1]:
Мал. 1. Схема положення цапфи в стані спокою (штрихова лінія)
і при сталому режимі роботи підшипника: Про - центр вкладиша;
О1 - центр цапфи в стані спокою; О'1 - центр цапфи в режимі роботи
Згідно гідродинамічної теорії мастила, несуча здатність шару в підшипнику (при його нерозривності) визначається наступним виразом [1]:
де R - радіальна навантаження, Н;
m - динамічна в'язкість мастила, H · c / м 2;
w - кутова швидкість обертання валу, рад / с;
l - номінальна довжина підшипника, м;
d - номінальний діаметр з'єднання, м;
y - відносний зазор, рівний відношенню;
CR - безрозмірний коефіцієнт навантаженості підшипника.
Відносний зазор y визначається за емпіричною формулою:
де V - окружна швидкість обертання цапфи, м / с:
Визначивши окружну швидкість обертання цапфи V і підрахувавши величини відносного зазору y і оптимального діаметральної S = D - d, вибирають посадку за стандартними таблицями граничних зазорів таким чином, щоб величина середнього зазору обраної посадки S була найбільш близька до розрахункової величини зазору S:
де Smin. Smax - значення найбільшого і найменшого зазорів обраної посадки. Посадки рекомендується призначати в системі отвору. Посадки типу. дають зазор, рівний нулю, вибирати не слід.
Обрана посадка перевіряється на умова нерозривності масляного шару:
де hж.т. - шар мастила, достатній для забезпечення рідинного тертя;
RzD. Rzd - висота мікронерівностей вкладиша і цапфи підшипника;
hg - добавка, що враховує відхилення навантаження, швидкості, температури та інших умов роботи (в загальному випадку, коли невідомі конкретні умови роботи підшипника, hg приймають рівним 2 мкм);
К - коефіцієнт запасу надійності по товщині масляного шару (приймається ³ 2).
Для визначення hmin потрібно знайти значення відносного ексцентриситету c, який визначається по знайденому значенню CR і відношенню за допомогою табл. 1.
Слід прагнути, щоб значення відносного ексцентриситету c ³ 0,3, так як в противному випадку можуть виникнути самовозмущающіеся коливання вала. якщо c <0,3, то следует внести изменения в значения исходных данных.
Визначивши c, знаходять найменшу величину масляного шару обраної посадки:
де S - середнє значення обраної посадки.
На закінчення знаходиться величина дійсного коефіцієнта запасу надійності:
Посадка забезпечує рідинне тертя, якщо Kq> 2.
Коефіцієнт навантаженості CR для підшипників з кутом охоплення 180 ° [3]
Примітка. Проміжні значення отримувати інтерполяцією табличних значень.
Для обраної посадки наводиться схема розташування полів допусків із зазначенням граничних розмірів і відхилень отвору і валу, мінімального, максимального і середнього зазорів, допусків отвору, вала і допусків посадки.
Приклад розрахунку і вибору посадок з зазором
Номінальний діаметр з'єднання, м d = 0,042
Номінальна довжина підшипника, м # 8467; = 0,015
Відношення довжини підшипника до діаметра з'єднання l / d = l, 5
Кутова швидкість обертання валу, рад / с w = 3200
Радіальне навантаження, Н R = 2173
Марка масла і динамічна в'язкість, Нс / м 2 (Т 22) m = 0,019
Шорсткість цапфи, мкм Rzd = 0,4
Шорсткість підшипника, мкм RzD = 0,5
1. Визначається окружна швидкість обертання цапфи по формулі:
V = w. d / 2 = 3200. 0,042 / 2 = 5,88 м / с.
2. Визначається відносний зазор по формулі:
3. Визначається діаметральний зазор в мкм при d в м:
S = y. d = 1,246 · 10 -3 · 0,042 = 0,0000523 м = 52,3 мкм,
приймемо S = 52 мкм.
4. Вибирається посадка по таблиці граничних зазорів (табл. 1.47 в [7], с. 161-166) таким чином, щоб величина середнього зазору Scp була найбільш близька до розрахункової величини зазору S = 52 мкм.
Для діаметра d = 0,042 м = 42 мм найближча посадка H7 / f7, для якої найбільший зазор Smax = 75 мкм, найменший зазор Smin = 25 мкм.
Значення середнього зазору:
5. Обрана посадка перевіряється на умова нерозривності масляного шару:
де hg = 2 мкм - поправка, яка враховує відхилення від навантаження, швидкості, температури та інших умов роботи підшипника ковзання;
К = 2 - коефіцієнт запасу надійності по товщині масляного шару. Визначаються значення коефіцієнта навантаженості підшипника:
Значення відносного ексцентриситету вибирається з табл. 1 методом інтерполяції:
при відношенні l / d = 1,5 для СR = 0,610 c = 0,3,
для Сr = 0,891 c = 0,4;
для СR = 0,7938 c = 0,365.
Тоді мінімальна величина масляного шару для обраної посадки
hgmin = 0,5 · S (1-c) = 0,5 · 50 · (1 - 0,365) = 15,875 мкм.
Шар мастила, достатній для забезпечення рідинного тертя,
Знаходиться величина дійсного коефіцієнта запасу надійності:
Обрана посадка забезпечує рідинне тертя, так як Kg> 2.
Приймається посадка з зазором в системі отвору Æ .
6. Будується схема розташування полів допусків посадки для підшипника ковзання Æ із зазначенням числових значень розмірів, відхилень, допусків і зазорів (рис. 2).
Мал. 2. Схема розташування полів допусків посадки Æ