Расчет и выбор посадок с зазором

Одним из наиболее распространенных видов подвижных соединений является соединение типа вал-подшипник скольжения.

Расчет посадок для подшипников скольжения на основе гидродинамической теории смазки сводится к определению наименьшего и наибольшего функциональных зазоров, конструктивного допуска, исходя из значения оптимального коэффициента запаса точности, к расчету квалитета и основных отклонений.

 

Исходные данные:

Параметр	Обозначение	Значение
Номинальный диаметр соединения	dn	63 мм.
Длина цапфы	l	50 мм.
Шероховатость поверхности отверстия	RzD	1,25 мкм.
Шероховатость поверхности вала	Rzd	1,00 мкм.
Число оборотов цапфы	n	900 мин-1
Радиальная нагрузка на цапфу	R	0,8 кН.
Система изготовления	Ch	-
Марка масла	М-10В2	-

 

Требуется:

1. Определить придельные функциональные зазоры в соединении.

2. Определить придельные конструктивные зазоры в соединении.

3. Выбрать посадку по таблице предельных зазоров или по таблицам предельных отклонений и допусков.

4. Построить в масштабе схему расположения полей допусков выбранной посадки с указанием все параметров деталей и соединения, конструктивного и функционального допусков.

5. Установить параметры шероховатости при обработки деталей и наиболее применимые технологические процессы.

6. Выполнить эскизы соединения в сборе и отдельных деталей с указанием шероховатости поверхностей, посадки и предельных отклонений.

7. Выбрать универсальные средства измерения для контроля размеров отверстия вала, записав их обозначение по ГОСТу.

Решение:

 

2.1. Определяю предельные функциональные зазоры

2.1.1. Определяю наименьшую толщину масленого слоя

 

Наименьшая толщина масленого слоя, необходимая для обеспечения жидкостного трения в подшипнике скольжения, равна:

 

 

    

 

где k ₀ = 2,0-коэффициент запаса надежности по толщине масленого слоя.

 

2.1.2. Определение угловой скорости вращения вала

 

 

 

2.1.3. Выбор конструктивных коэффициентов

(учитывают соотношение геометрических параметров l/d)

 

Коэффициенты k и m по И.Н. Поздову

l/d	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2
k	0,255	0,355	0,452	0,539	0,623	0,690	0,760	0,723	0,880
m	0,365	0,472	0,568	0,634	0,698	0,705	0,760	0,823	0,880

 

При l=50 10^-3м. и d_n=63 10^-3м.,l/d=50/63=0.8.

По табл.: k=0,623, m=0,698.

 

2.1.4. Определяю среднее давление на цапфу

2.1.5. Определяю динамическую вязкость масла

 

Беру значение вязкости масла при наибольшей реальной рабочей температуре,

т.к. с увеличением температуры вязкость масла уменьшается и понижается несущая способность и наибольший функциональный зазор в посадке.

 

Рабочая температура и динамическая вязкость масла М-10-В₁ ГОСТ 17479,1-85 равна  t=100⁰,  

 

2.1.6. Определение предельных функциональных зазоров

 

Определяю наибольший и наименьший функциональный зазоры, при которых обеспечивается жидкостное трение в соединении

 

Т.к. значения принимаю т.к. при происходит увеличение биения вала о втулку, что приводит к значительным пластическим деформациям поверхности трения и поломке узла.

 

2.2. Определение конструктивных зазоров

 

2.2.1. Определяю конструктивный допуск

 

где T_F -функциональный допуск посадки, K_T – коэффициент запаса точности,

K_T =1,5….11(оптимально K_T =3….5).

 

Функциональный допуск посадки равен

 

Коэффициент запаса точности равен

где k-число единиц допуска, i-единица допуска, i=1,90мкм., k=100.

K_T=870/(2 100 1,90)=2,3

 

Тогда

T _K = 870/2.3=378мкм.

 

2.2.2. Определяю предельные конструктивные зазоры

 

Наименьший конструктивный зазор равен:

Наибольший конструктивный зазор равен:

 

2.3. Выбор посадки

 

Условие выбора

 

где S_Cmax и S_Cmin –наибольший и наименьший стандартный зазоры в посадке.

 

Система посадки заданна в системе отверстия   cH.

 

Выбираю основное отклонение

 

 (для системы вала )

 

для диапозона основных отклонений от a до h при d_n =63мм. Имею:

где es =-10мкм.- буквенное обозначение «g», следовательно

 

 

Определяю допуски на изготавление детали по зависемости:

 

 

Для d_n =63мм. Находим сумму допусков отверстия и вала. При этом обычно на технологически более сложно обрабатываемую поверхность детали (обычно отверстие) назначают больший допуск (квалитет).

 

 

 

 

 

2.4. Построение схемы расположения полей допусков

 

Строю схему расположения полей допусков с указанием предельных откланенений, допусков и предельных зазоров.

 

 

Схема расположения полей допусков посадки О63H11/g11.

2.5. Определяю параметры шероховатости (R_a или R_z)  и наиболее приемлемый технологический процесс при обработки деталей.

 

Среднее арифметическое отклонение профиля для отверстия и вала равно:

 

где К_ф - коэффициент, зависящий от допуска формы. При допуске формы равном 60% от допуска размера К_ф=0,5.

 

Округляю до стандартного значения

 

 

-отверстие 11-го квалитета –зенкерование чистовое:

-вал 11-го квалитета – строгание – чистовое.

2.6. Эскиз детали и соединения с указанием шероховатости поверхностей и предельных отклонений:

 

 

Эскиз детали и соединения.

 

2.7. Выбор универсальных средств измерения.

где - предельная погрешность средств измерения, б- допускаемая погрешность измерения.

 

Для отверстия ,имею IT_D11=190мкм.,

Выбираю нутромер индикаторный,средство установки - концевая мера 4-го класса,

 

Для вала , имею IT_d11=190мкм.,

Выбираю микрометр гладкий (МК) с отчетом 0,01мм., в руках.