Посадки гладких цилиндрических сопряжений, подшипников качения, шпоночных соединений, а также проводить расчет размерной цепи

Определим вид нагружения колец подшипника в зависимости от того, вращается или не вращается данное кольцо относительно действующей на него радиальной нагрузки. В данном случае радиальная нагрузка постоянна по направлению, а вращается внутреннее кольцо. Следовательно, внутреннее кольцо испытывает циркулярное нагружение.

Для выбора посадки внутреннего  циркуляционного нагруженного кольца радиальная нагрузка рассчитывается по формуле 2.1

                                                                   ,                                                            (2.1)

где R = 12кН - радиальная нагрузка;

- рабочая ширина посадочной  поверхности.

Динамический коэффициент посадки  k₁ = 1; коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе k₂ = 1; коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки k₃ = 1.

                                             

На поверхности вала и корпуса в зависимости от интенсивности нагрузки на посадочные поверхности вала, пользуясь таблицей 3,4 задания, подбираем посадку на диаметр вала (к6) на отверстие под наружное кольцо подшипника (Н6).

Таким образом, имеем посадочные диаметры вала Æ80 Н6 и отверстия Æ40 к6.

Схематичное расположение полей допусков колец подшипника и сопрягаемых  с ними поверхностей вала и отверстия  приведено на рисунке 3.

hB - поле допуска диаметра наружного диаметра отверстия;

kB - поле допуска диаметра отверстия внутреннего кольца отверстия.

 

Рисунок 3 - Расположение полей допусков

 

3 Нормирование допусков  и назначение посадок шпоночных  соединений

Цель работы: назначит поля допусков для деталей, входящих в шпоночные соединения в зависимости от условий эксплуатации и требований к точности центрирования.

Шпоночные соединения служат для передачи вращающихся элементов между  валами насажанными на них зубчатыми  колесами, полумуфтами и другими  деталями. Независимо от характера  соединения шпонки должны обеспечить хорошее центрирование и исключить относительное проворачивание соединенных деталей, поэтому боковое зазоры у шпонок не желательны. Получить шпоночные сечения с идеальным центрированием без боковых зазоров практически не возможно, и не всегда требуется по условиям эксплуатации. Различают соединения призматическими, клиновыми и сегментными шпонками.

Рисунок 4 - Эскиз шпоночного соединения

t₁ - глубина паза вала

t₂ - глубина паза втулки

Соединение между валом и  зубчатым колесом.

Номинальные размеры шпоночных  соединений выбираем из таблицы и получаем: диаметр вала d = 20 мм, ширина шпонки b = 6 мм, высота шпонки h = 6 мм, глубина паза на валу t₁ = 3,5 мм, глубина паза во втулке t₂ = 2,8 мм, длина шпонки L = 14 мм.

Из условий работы и сборки соединения выбираем вид соединения - нормальное.

Обычно для соединения по диаметру вала и втулки выбирается одна из переходных посадок, однако с целью обеспечения  легкой сборки-разборки при смене  шестерни выбираем посадку n9/Js9.

Назначаем допуски на размеры шпонки согласно таблице:

на ширину шпонки Js9/h9;

на ширину вала N9/h9;

допуск на вал H9/h9.

Схематичное расположение полей допусков на ширину шпоночных пазов приведено  на рисунке 5.

Рисунок 5 - Расположение полей допусков на ширину шпонки

N_max = 18 мм

S_max = 36 + 18 = 54 мм

 

4 Расчет размерных цепей

Цель работы: установить допуски и предельные отклонения на составляющие звенья размерной цепи.

Размерная цепь - совокупность размеров, образующих замкнутый контур и непосредственно участвующий в поставленной задаче. Задачей расчета является определение непосредственно участвующий в поставленной задаче. Задачей расчета является определение допусков и предельных отклонений на составные звенья размерной цепи. Звено размерной цепи - это один из размеров, образующих размерную цепь. Имеются следующие виды звеньев: замыкающее (звено, которое получается последним в процессе изготовления и сборки), увязывающее (звено, наиболее простое в изготовлении, за счет него производится увязка размерной цепи), увеличивающее (при его увеличении замыкающее звено уменьшается).

Рисунок 6 - Схема размерной цепи

В данном задании цепь является конструктивной сборочной линейкой. Она состоит  из основных звеньев А₁, А₂, А₃, А₄ и замыкающего звена А_∆.

Звенья А₂, А₄ - уменьшающие, А₁ - увеличивающее, А₃ - увязывающее звено.

Номинальные размеры составляющих звеньев указаны в таблице 2.

Таблица 2 - Размеры звеньев размерных  цепей

Звено	Размеры, мм	Единица допуска, i	Допуски по 11 квалитету	Середина поля допуска
А1	84	2,51	84 Н11+0,22	+0,11
А2	14	1,08	14h11-0,11	-0,055
А3	54	1,86	-	-
А4	14	1,08	14h11-0,11	-0,055
А∆	2-0,5	-	-	-0,25

 

Решаем прямую задачу, то есть назначаем  допуски и предельные отклонения на составляющие звенья размерной цепи.

Средняя точность составляющих звеньев  определяется по числу единиц допуска (формула 4.1)

                                                                 ,                                                             (4.1)

где ТА_∆ - допуск замыкающего звена;

ik - единица допуска k-ого звена.

Рассчитаем допуск замыкающего звена ТА_∆:

ТА_∆ = А_∆max - А_∆min

ТА_∆ = 500 мкм

Средняя точность по формуле 4.1

Выбираем 11 квалитет

Допуск увязывающего звена рассчитывается по формуле 4.2

                                                                                       (4.2)

Определяем середину поля допуска  увязывающего звена по формуле 4.3

                                                                                       (4.3)

Определяем верхнее отклонение увязывающего звена по формуле 4.4

                                                                                                       (4.4)

Определяем нижнее отклонение увязывающего звена по формуле 4.5

                                                                                                       (4.5)

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе проведены все необходимые расчеты, которые требуются по заданию. Учтены конструктивные особенности механизма и условия его работы. Мы изучили методику расчета допустимых значений максимального и минимального натяга в посадке и рассчитали стандартную посадку с натягом, посадку колец подшипника с валом и корпусом, назначили на сопрягаемые детали отклонения формы посадочных поверхностей и шероховатости, а также назначили поля допусков для деталей, входящих в шпоночное соединения.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Якушев А. И., Воронцов Л. Н., Федотов Н. М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учеб. для вузов. М.: Машиностроение, 1987. -  352 с.

2 Мягков В.  Д., Палей М. А., Романов А. Б., Брагинский В. А. Допуски и  посадки: Справочник. В 2-х ч.  – 6-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение. Ленингр.отд-ние, 1982. – 4.1, - 543 с.

3 Мягков В.  Д., Палей М. А., Романов А. Б., Брагинский В. А. Допуски и  посадки: Справочник. В 2-х ч.  – 6-е изд., перераб. и доп.  Л.: Машиностроение. Ленингр.отд-ние, 1982. – 4.2, - 448 с.

4 Нарышкина В.  Н., Коросташевского Р. В. Подшипники  качения: Справочник.- М.: Машиностроение, 1984. – 220 с.

5 Дунаев П.  Ф., Лешков О. П. Конструирование  узлов и деталей машин. –  4-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая  школа, 1985. – 416 с.

6 Шалин Р. Е.  Авиационные детали: Справочник. М.: ОНТИ, 1985, - 628 с.