Анухин В.И. Допуски и посадки. Выбор и расчет, указание на чертежах. Учебное пособие (2-е издание, 2001) (1092051), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Расчетный метод - является наиболее обоснованным методом выбора посадок.Посадки рассчитываются на основании полуэмпирических зависимостей. Однакоформулы не всегда учитывают сложный характер физических явлений, происходящих всопряжении.В любом случае новые опытные образцы изделий перед запуском в серийное производствопроходят целый ряд испытаний, по результатам которых отдельные посадки могут бытьподкорректированы. Квалификация конструктора, в частности, определяется и тем,потребовалась ли корректировка посадок в разработанном им узле.1.6 Посадки с зазором1.6.1 Особенности посадок• В сопряжении образуются зазоры. На рис. 1.7 приведена в сокращении схемарасположения полей допусков посадок с зазором в системе отверстия для размеров до500 мм.• Посадки применяются как в точных, так и в грубых квалитетах.• Посадки предназначены для подвижных сопряжений, например, для подшипниковскольже-ния, а также для неподвижных сопряжений, например, для обеспечениябеспрепятственной сборки деталей, что особенно важно при автоматизации сборочныхопераций.Рис.
1.71.6.2 Области применения некоторых рекомендуемых посадок с зазором1.6.3 Расчет посадок с зазоромВ зависимости от применения посадок производятся и соответствующие расчеты, например,применяя посадкуH/hкак центрирующую, рекомендуется определить, прежде всего,наибольшую величину эксцентриситета. В тех случаях, когда рабочая температура для деталейсоединения существенно отличается от нормальной, расчет посадки рекомендуется производитьисходя из температурных деформаций сопрягаемых деталей.Расчет подшипников скольженияРассмотрим упрощенный метод расчета зазоров и выбора посадок подшипников скольжения сгидродинамическим режимом работы.
У гидродинамических подшипников смазочное маслоувлекается вращающейся цапфой в постепенно сужающийся клиновой зазор между цапфой иShвкладышем подшипника, в результате чего возникает гидродинамическое давление,превышающее нагрузку на опору. Цапфа всплывает (рис.1.8). В месте наибольшего сближенияцапфы и вкладыша образуется масляный слой толщиной h.Качество, надежность и долговечность работы подшипника зависят от толщины масляногослоя h, на которую, при прочих равных условиях работы подшипника, будет влиять зазор S(разность между диаметром цапфы и диаметром отверстия вкладыша). Допустим, что зазор Sбудет очень небольшим, в этом случае величина h также будет маленькой, по ряду причин работаподшипника в таких условиях будет неустойчивой.
Теперь пусть зазор S будет достаточнобольшим, и в этом случае значение h будет маленьким из-за малой подъемной силыгидродинамического клина. Отсюда можно сделать вывод, что для определенных условий работыdheh[hmin ]ω[Smin ][Smax ]Sимеется некоторый интервал, внутри которого будет существовать надежное всплытие.Рис. 1.8Сущность расчета посадки заключается в том, чтобы определить интервал зазоров[ Smin ]...[ Smax ] (см. рис. 1.8), при котором величина всплытия будет не меньше предварительновыбранной допустимо минимальной толщины масляного слоя [ hmin ]. Исходя из сказанного,найдем величину [ hmin ] и установим зависимость между h и S.Для обеспечения жидкостного трения необходимо, чтобы микронеровности цапфы ивкладыша не касались при работе подшипника.
Это возможно при условии:[hmin ] ≥ RZ1 + RZ 2 + ∆ф + ∆P + ∆изг + ∆Д ,(1.1)где RZ1, RZ2 - высота неровностей вкладышей подшипника и цапфы вала;∆ ф, ∆ р - поправки, учитывающие влияние погрешностей формы и расположения цапфы ивкладыша;∆ изг - поправка, учитывающая влияние изгиба вала;∆Д- добавка, учитывающая разного рода отклонения от принятого режима работы.Для упрощенного расчета можно применять зависимость:[hmiт ] ≥ k ⋅ (R Z1 + R Z 2 + ∆ Д ) ,(1.2)где k - коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя (k ≥ 2).Известна зависимость для среднего удельного давления у гидродинамического подшипника:p=µ ⋅ ω ⋅ D2S2⋅ CR,(1.3)2где µ - динамическая вязкость масла при рабочей температуре подшипника, H⋅c/м ;ω - угловая скорость цапфы рад/c;S - диаметральный зазор, м;D - номинальный диаметр сопряжения, м;CR - безразмерный коэффициент нагруженности подшипника, зависящий от l / D и χ;l - длина подшипника , м;χ - относительный эксцентриситет, который связан зависимостью с h:h = 0.5 ⋅ S − e = 0.5 ⋅ S ⋅ (1 − χ )(1.4)Определим из формулы (1.3) значение S:S = D⋅µ ⋅ωP⋅ CR.(1.5)C учетом формулы (1.4) найдем выражение для h:h=D µ ⋅ω⋅⋅ CR ⋅ (1 − χ )2P.(1.6)lЗначения CR ⋅ (1 − χ ) = A в зависимости от χ и D приведены в табл.1.3.Таким образом, определив минимально допустимую величину всплытия - [ hmin ] по формуле(1.2), мы сможем определить величину A:A=2 ⋅ [ hmin ]D⋅µ ⋅ωP,а по табл.
1.3 значения χmin и χmаx. По найденным значениям χmin и χmаx определим по формуле1.4. соответственно [ Smin ] и [ Smax ].Таблица 1.3lЗначение CR ⋅ (1 − χ ) = A при Dχ0.60.70.80.91.01.11.21.52.00.300.2990.3390.3750.4080.4380.4640.4880.6100.7630.400.3190.3600.3970.4310.4610.4870.5100.8911.0910.500.3270.3670.4020.4340.4620.4870.5081.2481.4830.600.3240.3610.3940.4230.4480.4690.4881.7632.0700.650.3170.3520.2830.4100.4330.4520.4692.0992.4460.700.3100.3440.3720.3690.4170.4340.4502.6002.9810.750.2980.3280.3510.3750.3930.4080.4213.2423.6710.800.2830.3100.3320.3500.3670.3780.3894.2664.7780.850.2610.2840.3020.3170.3290.3390.3415.9476.5450.900.2280.2460.2450.2100.2790.2860.2929.30410.090.950.1780.1880.1960.2020.2070.2110.21519.6820.970.990.0910.0950.0960.0980.1000.1010.101106.8110.8ПримерПодобрать посадку для подшипника скольжения, работающего в условиях жидкостноготрения при следующих данных: D = 0.075 м, l = 0.075 м, P = 1.47⋅106 Н/м2, ω = 157 рад/с, маслос динамической вязкостью, при t = 50°С, µ = 19⋅10-3 Н⋅с/м2.
Подшипник половинный.Решение1. Определение минимально допустимой величины масляного слоя.[ hmin ] = k ⋅ ( R Z1 + R Z 2 + ∆ Д ) ,RZ1 = RZ2= 3.2 мкм – высоты неровностей трущихся поверхностей, выбираются всоответствии с рекомендациями [2];∆Д – принимается равной 2…3 мкм:[ hmin ] = 2 ⋅ ( 3.2 ⋅10 −6 + 3.2 ⋅10 −6 + 3 ⋅10 −6 ) = 18.8 ⋅10 −6 м .2.
Расчет значения А.2 ⋅ [ hmin ]A=D⋅µ ⋅ωP2 ⋅18.8 ⋅10 −6A=75 ⋅10,−319 ⋅10 − 3 ⋅157⋅= 0.3521.47 ⋅10 63. Определение значений χmin и χmаx.lПо табл. 1.3 при D = 1 и А = 0.352 находим: χmin – отсутствует;.χmаx = 0.83.График изменения А от χ приведен на рис. 1.9. Заштрихованная зона - зона надежной работыподшипника, т.е. зона при χmin ≥ 0.3. Поэтому в табл.
1.3 приведены значения только для А при χ ≥ 0.3. Внашем случае мы должны принять χmin не менее 0.3. Принимаем χmin = 0.3 и соответствующее ему А0.3 =0.438.4. Определение [ Smin ] и [ Smax ].Формулу 1.4 преобразуем для определения зазора:АМаксимальный0.5[ Smax ] =0.42 ⋅18.8 ⋅101 − 0.832 ⋅h1− χ.[ Smax ] =зазор:≈ 221 ⋅10 −62 ⋅ [ hmin ]1 − χ max;м.[ Smin ] =0.3520.32 ⋅ [ hmin ]1 − χ minМинимальный зазор:, так как былпринят больший относительный эксцентриситет, значение h вданном случае не равно [ hmin ]:D µ ⋅ωh= ⋅⋅ A0.32P;0.20.1D⋅0−6S=χ min 0.3 0.6χ max χ[ Smin ] =µ ⋅ω⋅ A0.3AP= 2.857 ⋅ [ hmin ] ⋅ 0.31 − χ minA[ Smin ] = 2.857 ⋅ 18.8 ⋅ 10 −6 ⋅Рис.
1.90.436≈ 67 ⋅ 10 −60.352м.5. Выбор посадки.По [ Smin ] = 67 мкм находим, что наиболее близкий вид посадки в системе отверстия : H/e cминимальным зазором : Smin = 60 мкм.Допуск посадки с учетом коэффициента запаса точности на износ подшипника скольжения KЗ=2:TS =[ Smax ] − Smin;KзTS =221 − 60= 80 ,52мкм.6. Определение квалитета.Известно, что TS = Td + TD . Подберем квалитеты так, чтобы сумма допусков была близка к 80мкм. Наиболее близко соответствует этим условиям предпочтительная посадка:H7 ( +0.030 )− 0.060∅75 e8 ( − 0.106 )1.7 Посадки переходные1.7.1 Особенности посадок1.7.2 Области применения некоторых рекомендуемых переходных посадокПосадки H/js; Js/h - «плотные».
Вероятность получения натяга P(N) ≈ 0.5...5%, и,следовательно, в сопряжении образуются преимущественно зазоры. Обеспечивают легкуюсобираемость.Посадка H7/js6применяется для сопряжения стаканов подшипников с корпусами,небольших шкивов и ручных маховичков с валами.Посадки H/k; K/h - «напряженные». Вероятность получения натяга P(N) ≈ 24...68%. Однакоиз-за влияния отклонений формы, особенно при большой длине соединения, зазоры вбольшинстве случаев не ощущаются.
Обеспечивают хорошее центрирование. Сборка и разборкапроизводится без значительных усилий, например, при помощи ручных молотков.Посадка H7/k6 широко применяется для сопряжения зубчатых колес, шкивов, маховиков,муфт с валами.Посадки H/m; M/h - «тугие». Вероятность получения натяга P(N) ≈ 60...99,98% . Обладаютвысокой степенью центрирования.
Сборка и разборка осуществляется при значительных усилиях.Разбираются, как правило, только при ремонте.Посадка H7/m6 применяется для сопряжения зубчатых колес, шкивов, маховиков, муфт свалами; для установки тонкостенных втулок в корпуса, кулачков на распределительном валу.Посадки H/n ; N/h - «глухие». Вероятность получения натяга P(N) ≈ 88...100%. Обладаютвысокой степенью центрирования. Сборка и разборка осуществляется при значительныхусилиях: применяются прессы. Разбираются, как правило, только при капитальном ремонте.Посадка H7/n6 применяется для сопряжения тяжело нагруженных зубчатых колес, муфт,кривошипов с валами, для установки постоянных кондукторных втулок в корпусах кондукторов,штифтов и т.п.1.7.3 Расчет переходных посадокРасчеты переходных посадок выполняются редко и в основном как проверочные. Расчетымогут включать:••расчет вероятности получения зазоров и натягов в соединении;расчетнаибольшегозазорапоизвестномупредельнодопустимомуэксцентриситету соеди-няемых деталей;• расчет прочности сопрягаемых деталей от действия сил, возникающих при сборке(только для тонкостенных втулок).1.8 Посадки с натягом1.8.1 Особенности посадок•В сопряжении образуются только натяги.
На рис. 1.11 приведена в сокращениисхема распо-ложения полей допусков посадок с натягом в системе отверстия дляразмеров до 500 мм.• Посадки применяются только в точных квалитетах.• Они используются для передачи крутящих моментов и осевых сил бездополнительного кре-пления, а иногда для создания предварительно напряженногосостояния у сопрягаемых деталей.• Посадки предназначены для неподвижных и неразъемных соединений.Относительная не-подвижность деталей обеспечивается силами трения, возникающимина контактирующих поверхно-стях вследствие их упругой деформации, создаваемойнатягом при сборке соединения.• Преимущество посадок - отсутствие дополнительного крепления, что упрощаетконфигура-цию деталей и их сборку. Посадки обеспечивают высокую нагрузочнуюспособность сопряжения, ко-торая резко возрастает с увеличением диаметрасопряжения.• В то же время прочность и качество сопряжения зависят от материаласопрягаемых деталей, шероховатостей их поверхностей, формы, способа сборки (сборкапод прессом или способ термиче-ских деформаций) и т.п.Рис.
1.111.8.2 Области применения некоторых рекомендуемых посадок с натягомПосадки H/p; P/h - «легкопрессовые». Имеют минимальный гарантированный натяг.Обладают высокой степенью центрирования. Применяются, как правило, с дополнительнымкреплением.Посадка H7/p6 применяется для сопряжения тяжело нагруженных зубчатых колес, втулок,установочных колец с валами, для установки тонкостенных втулок и колец в корпуса.Посадки H/r; H/s; H/t и R/h; S/h; T/h - «прессовые средние». Имеют умеренныйгарантированный натяг в пределах N = (0.0002...0.0006)D. Применяются как с дополнительнымкреплением, так и без него. При сопряжении возникают, как правило, упругие деформации.Посадки H7/r6 , H7/s6применяются для сопряжения зубчатых и червячных колес свалами в условиях тяжелых ударных нагрузок с дополнительным креплением (для стандартныхвтулок подшипников скольжения предусмотрена посадка H7/r6).Посадки H/u; H/x; H/z и U/h - «прессовые тяжелые». Имеют большой гарантированныйнатяг в пределах N = (0.001...0.002)D.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
