Расчет и выбор посадки для соединения 2-3

1 РАСЧЕТ И ВЫБОР ПОСАДКИ  ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ 2-3

Исходные данные:

- крутящий момент М_кр=0 Н∙м;

- осевая сила Р_ос=3900 Н;

- номинальный диаметр d=49 мм;

- длина контакта l=35 мм;

- коэффициент трения-сцепления  f=0,06;

- диаметр внутреннего отверстия  d₁=43 мм;

- диаметр втулки d₂=66 мм;

- материал вала «Сталь 30»;

- материал втулки «БрОЦС 5-5-5»;

- вид запрессовки «Нагрев»;

- высота микронеровностей вала  R_zd=9 мкм;

- высота микронеровностей втулки  R_zD=19 мкм;

- рабочая температура соединения  t=70°С.

Табличные данные для решения задачи:

- коэффициент Пуассона для металла  охватываемой детали μ_d=0,3;

- коэффициент Пуассона для металла  охватывающей детали μ_D=0,25;

- условный предел текучести для Ст. 30 σ_Тd=3,0∙10⁸ Н∙м²;

- условный предел текучести  для Бр. ОЦС 5-5-5 σ_ТD=3,92∙10⁸ Н∙м²;

- модуль упругости для охватываемой  детали Е_d=2,5∙10¹¹ Н∙м²;

- модуль упругости для охватывающей  детали Е_D=1,1∙10¹¹ Н∙м²;

- коэффициент линейного расширения для Ст. 30 α_d=11,5∙10^-6;

- коэффициент линейного расширения  для Бр. ОЦС 5-5-5 α_D=17,1∙10^-6;

- коэффициент, учитывающий смятие  микронеровностей стали К_d=0,35;

- коэффициент, учитывающий смятие  микронеровностей бронзы К_D=0,65;

- коэффициент запаса прочности  К_зп=1,5.

 

Решение

Эксплуатационное удельное давление на поверхность

Предельное значения натягов

 Наименьший натяг при условии, что сопрягаемые поверхности идеально гладкие

 

Поправка на смятие микронеровностей сопрягаемых поверхностей

Поправка, учитывающая различие рабочих  температур, а также различных  температурных коэффициентов линейного  расширения соединяемых деталей

Сумма всех поправок

Минимальный допустимый натяг с  учетом поправок

Максимально допустимое удельное давление, при котором отсутствует пластическая деформация

Для Р_{ДОП MIN} выбираем наименьшее значение

Величина наибольшего расчетного натяга

Величина наибольшего расчетного натяга с учетом поправок

Выбор посадки из таблицы допусков и посадок при условии

Табличное значение допусков квалитета  TD = Td = 111 мкм, что соответствует 7 квалитету (IT=7).

Посадка для отверстия, удовлетворяющая  условию

Ориентировочная посадка для вала:

- нижнее ориентировочное отклонение  вала

- верхнее ориентировочное отклонение вала

Посадка для вала, удовлетворяющая  условию

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕРОЯТНОСТНЫХ  ХАРАКТЕРИСТИК ЗАДАННОЙ ПЕРЕХОДНОЙ ПОСАДКИ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ 18-19: Ø68

Исходные данные:

Отклонения вала и отверстия для соединения Ø68 из таблицы:

• D = 68 мм;
• ES = +19мкм;
• EI = 0 мкм;
• es = +12 мкм;
• ei = -7 мкм.

 

Решение

Допуски вала и отверстия

T_D=ES-EI=19-0=19 мкм

T_d=es-ei=12-(-7)=19 мкм

Стандартные значения зазоров

S_MAX=ES-ei=19-(-7)=26 мкм

S_MIN=EI-es=0-12=-12 мкм

Центры группирования

_{Средне квадратичное отклонение зазора}

Предел интегрирования

_{Табличное значение для Ф(0,65)}

_{Вероятностные значения зазоров}

S ^В_MAX=[0,5-Ф(z)]∙100%=[0,5-0,01]∙100%≈50мкм

 S ^В_MIN=[0,5+Ф(z)]∙100%=[0,5+0,01]∙100%≈50 мкм

При сборке 50% всех соединений с натягом, 50% – с зазором.

 

 

3 РАСЧЕТ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ ГЛАДКИХ

ПРЕДЕЛЬНЫХ КАЛИБРОВ

ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДЕТАЛЕЙ СОЕДИНЕНИЯ 10-14: Ø18

Исходные данные:

Табличные данные калибров:

- для отверстия Ø18К6

• ES = +2мкм;
• EI = -11мкм;
• z = 2мкм;
• y = 1,5 мкм;
• H = 2,5 мкм;
• H_p = 1,5 мкм;
• D_MAX = 18,002 мм;
• D_MIN = 18,989 мм;

- для вала Ø18h6

• es = 0 мкм;
• ei = -13 мкм.
• z₁ = 3 мкм;
• y₁ = 3 мкм;
• H₁ = 4 мкм;
• H_p =1,5 мкм;
• H_s =1,5 мкм;
• d_MAX = 18 мкм;
• d_MIN = 17,987 мкм.

 

Решение

Наибольший и наименьший предельные размеры проходного калибра-пробки

Наименьший размер изношенной проходной  калибра-пробки

Когда калибр-пробка будет иметь  указанный размер, его нужно изъять из эксплуатации.

Наибольший и наименьший предельные размеры непроходного калибра-пробки

Исполнительные размеры проходного и непроходного калибра-пробки

 

Наибольший и наименьший предельные размеры проходного калибра-скобы

Наименьший размер изношенной проходной  калибра-скобы

Когда калибр-скоба будет иметь  указанный размер, его нужно изъять из эксплуатации.

Наибольший и наименьший предельные размеры непроходного калибра-скобы

Исполнительные размеры проходного и непроходного калибра-скобы

 

 

4 ВЫБОР ПОСАДОК ДЛЯ КОЛЕЦ 7 И 8  ПОДШИПНИКА КАЧЕНИЯ № 315

Исходные данные:

Характер нагружения: вращающийся вал.

Класс точности: 6.

Радиальная реакция в опорах, R_H=45кН.

Перегрузка: 100%.

Диаметр внутреннего кольца: d=75мм.

Диаметр внешнего кольца: 160мм.

Ширина подшипника: В=37мм.

 

Решение

Выбор посадок зависит от вида нагружения колец подшипника: так как вращается вал, то наружное кольцо испытывает местное нагружение, а внутреннее – циркулярное. Для соединения наружного кольца с корпусом при местном виде нагружения, перегрузке 100% и неразъемном корпусе с отверстием под подшипник Ø160 J_S7.

Для соединений внутреннего кольца с валом при циркуляционном нагружении выбор посадки производится в зависимости от величины нагрузки, определяемой по таблице на основе расчета по формуле

где К₁ – динамический коэффициент посадки;

К₂ – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга;

К₃ – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами тел качения

Для соединения внутреннего кольца подшипника с валом из таблицы  принимаем поле допуска – Ø75n6.

Предельные отклонения для обработки  отверстия в корпусе Ø100J_S7 и вала Ø55n6

Отклонения для колец подшипника

Соединения отверстия с наружным кольцом подшипника и соединение вала с внутренним кольцом подшипника

Проверим, чтобы максимальный натяг  посадки не превышал значения, допускаемого прочность кольца ([σ_р]=400 МПа – допускаемое натяжение на растяжение)

 

5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТОДА ЦЕНТРИРОВАНИЯ И ВЫБОР ПОСАДКИ ШЛИЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ 11-12

Исходные данные:

Число шлицев: z = 6.

Внешний диаметр: D = 60 мм.

 

Решение

Табличные данные, необходимые для  решения задачи

- внутренний диаметр: d = 52 мм;

d₁ = 47 мм;

- ширина зуба: b = 5 мм.

Центрируем по внутреннему диаметру, т.к. в данном соединении повышенное требование к совпадению геометрических осей и твердость втулки не позволяет обрабатывать деталь протяжкой или может возникнуть коробление вала после термообработки. Такое соединение применяется в неподвижных соединениях, в подвижных, передающих малый крутящий момент, т.е. в соединениях с малым износом поверхностей.

_{По таблице  ГОСТ 25347 (Ст. СЭВ 144-75) находим предельные отклонения на параметры}

_{- для втулки:}

_{- для вала:}

 

6 УСТАНОВЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ТОЧНОСТИ И КОНТРОЛИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ ЗУБЧАТОЙ ПАРЫ 10-11

Исходные данные:

Модуль: m = 6 мм

Число зубьев: z = 30

Скорость: v = 10 м/с

Вид сопряжения: B

 

Решение

Определяется делительный окружной шаг и делительный диаметр

Скорость зубчатой пары – 10 м/с, тогда степень точности для данной зубчатой пары равна 6, т.е. данная пара кинематически отсчетная и должна обеспечивать плавность работы на повышенных скоростях вращения и бесшумность работы.

Степень по нормам контакта зубьев принимаем  такой же, как и по нормам плавности, т.е. равной 6, т.к. передача кинематически  отсчетная.

Степень кинематической точности принимаем на одну ступень больше, чем для норм плавности, т.е. равную 5. 

По нормам бокового зазора для m=6 мм и сопряжения B принимаем класс отклонения межосевого расстояния V.

Гарантированный боковой зазор:

- минимальная величина бокового  зазора (табличная величина)