Расчет и назначение посадок с зазором для подшипника скольжения.

 

Исходные данные:

1) Номинальный размер подшипника d = 80 мм

2) Ширина вкладыша или втулки подшипника L = 80 мм

3) Высотные параметры шероховатости поверхностей вала Rad = 0,2

4) Высотные параметры шероховатости поверхностей втулки RaD = 0.2

5) Радиальная нагрузка на цапфу R = 11600 Н

6) Частота вращения вала n = 800 об/мин

7) Динамическая вязкость масла μ = 0,035 Па*с

 

Определить:

1) Наименьший и наибольший допустимые зазоры.

2) Посадку с зазором.

 

Решение:

 

1) Расчет и назначение посадки с зазором начинается с определения среднего удельного давления в подшипнике:

ρ = = =1.8 ∙ 10⁶ Н/м²

2) Задаваясь высотами неровностей, трущихся поверхностей отверстий определяется допустимая толщина поверхностного слоя:

h _min = 2(4 Rad + 4 RaD + 2) ∙ 10^-6 м

h _min = 2(4 ∙ 0.2 + 4 ∙ 0.2 + 2) ∙ 10^-6 = 7.2 ∙ 10^-6 м

3) По частоте вращения вала определяем угловую скорость:

ω = = = 83.733 об/мин

4) Рассчитываем значение коэффициента A_h:

A_h = = = 0.1415

5) По найденному значению A_h определяем максимальный относительный эксцентриситет Х_max и рассчитываем наибольший допустимый зазор.

S_max = = = 0.000576 = 0.576 мм

Ø80	Н12	+0,3
d11	- 0,1
- 0,29

S_max ES – ei = 0.59 мм.

Рисунок 6.1 – Схема расположения полей допусков.

Задача №7

Расчет соединения с натягом и назначение посадки выполняется в следующей последовательности.

 

Исходные данные:

 

Корпус ст-3. Втулка ст-50

Е = 2,1 ∙ 10¹¹ Н/м². Е = 2,1 ∙ 10¹¹ Н/м²

μ = 0,3. μ = 0,3

fg = 0.15. fg = 0.1

Ϭт = 23 ∙ 10⁷ Н/м² . Ϭт = 37 ∙ 10⁷ Н/м²

 

Q = 2700 Н

М_кр = 300 Нм

d = 140 мм = 0,14 м

l = 110 мм = 0,11 м

d₁ = 0.8d = 112 мм = 0,112

d₂ = 1,5d = 210 мм = 0,210

 

1) При совместном действии осевой нагрузки Q и крутящего момента М_кр минимально допустимое контактное напряжение определяется по зависимости:

Р_min = f_n ≈ 1.2 f_g = 1.2 ∙ 0.15 = 0.18

Р_min = = = 4926470,0115 = 4,9 ∙ 10⁶ Н/м²

 

2) Определяем действительный минимальный натяг в соединении

N_min = d ∙ Р_min (C₁/E₁ + C₂/E₂)

C₁ = – μ₁

C₁ = – 0.3 = 4.555 – 0.3 = 4.255

C₂ = + μ₂

C₁ = + 0.3 = + 0.3 = 2.897

N_min = d ∙ Р_min (C₁/E₁ + C₂/E₂)

N_min = 0.14 ∙ 4,9 ∙ 10⁶ (4.255 / 2,1 ∙ 10¹¹ + 2,897 / 2,1 ∙ 10¹¹ ) =

= 0,14 ∙ 4,9 ∙ 10⁶ = 0,686 ∙ = 0,2336 ∙ 10^-6

 

3) Минимальный расчётный натяг определяется по соотношению

N_minР = N_min + 1,2 (R_ZD + R_zd)

N_minР = 0.2336∙ 10^-6 + 1.2 (6.3∙ 10^-6 + 6.3∙ 10^-6) = 15,33м = 0,015 мм

Ø140	Н6	+ 0,025
р6	+ 0,068
+ 0,043

 

Рисунок 7.1 – схема расположения полей допусков.

 

N_min = ei – ES = 0.043 – 0.025 = 0.018

N_max = es – EI = 0.068 – 0 = 0.068

 

4) Из расчета получения максимального натяга по этой посадке проверяется прочность деталей.

Напряжение во втулке определяется:

Ϭ₁ = МПа

Напряжение в корпусе определяется:

Ϭ₂ = МПа

 

Максимальное контактное напряжение определяется по формуле

Р_max = , Н/м²

Здесь N_gmax = N_max – 1.2 (R_zD + R_zd), м

N_gmax = 0,068 ∙ 10^-3 – 1.2 (6.3∙ 10^-6 + 6.3 ∙ 10^-6) = 68 ∙ 10^-6 – 15,1 ∙ 10^-6 = 52,9 ∙ 10^-6

Р_max = = = 110,97∙ 10⁵ = 1,109 ∙ 10⁷

Напряжение во втулке и корпусе:

и = l/d = = 0.785

Ϭ₁ = = = 3.924 ∙ 10⁷

Ϭ₂ = = = 2.54 ∙ 10⁷

 

Прочность соединения будет обеспечена, если действующие напряжения не будут превышать допускаемых по пределу текучести:

Для втулки:

Ϭ₁ ≤ 0,58 (Ϭ_т )

3.924 ∙ 10⁷ ≤ 0,58 ∙ 37 ∙ 10⁷ = 21,46 ∙ 10⁷

Для корпуса:

Ϭ₂ ≤ 0,5 (Ϭ_т )

2.54 ∙ 10⁷ ≤ 0,5 ∙ 23 ∙ 10⁷ = 11,5 ∙ 10⁷

 

5) Деформация деталей определяют из отношений:

Для втулки:

∆ d₁ = мм.

∆ d₁ = = = 0,418 ∙ 10⁴ = 0,004 ∙ 10⁶ = 0,004 мкм

 

Для корпуса:

∆ d₂ = мм.

∆ d₂ = = = 0,271 ∙ 10⁴ = 0,002 ∙10⁶ = 0,002 мкм

 

6) Усилие сборки соединения должно превышать силу трения между втулкой и корпусом при условии получения максимального натяга, т.е. должно удовлетворятся условие

 

Q_сб ≤ π ∙ d ∙ l ∙ Р_max ∙ f_g kH

Q_сб ≤ 3.14 ∙ 0.14 ∙ 0.11 ∙ 1,109 ∙10⁷ ∙ 0.15 = 0.08 ∙10⁶ = 800 kH

 

Q_разб ≤ π ∙ d ∙ l ∙ Р_max ∙ f_n kH

Q_разб ≤ 3.14 ∙ 0.14 ∙ 0.11 ∙ 1,109 ∙10⁷ ∙ 0.18 = 0.0965 ∙10⁶ = 965 kH

 

Таблица 2.6 – Результаты расчета посадки с натягом:

Обозна-чение посадки	Предельные натяги, мм	Напряжения в деталях, МПа	Деформа-ция детали, мм	Усилие разборки, кН	Усилие сборки, кН
Nmin	Nmax	Ϭ1	Ϭ2	∆ d1	∆ d2	Qразб	Qсб
	0.018	0.068	21,46 ∙ 107	2.54 ∙ 107	0,004	0,002

 

 

 

 

 

Библиографический список:

1) Метрология, стандартизация, и сертификация. Методические указания по выполнению курсовой работы. Составитель А.Ф.Кульмицкий. Сыктывкар 2012г.

2) Допуски и посадки, взаимозаменяемость. Составитель А.Ф.Кульмицкий. Сыктывкар 1999г.