Пример расчета и выбора посадок с зазором
Саратовский государственный технический университет
М.Г. Бабенко
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА Учебно-методическое пособие по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» для студентов специальностей 120100, 200500, 150200 всех форм обучения
Саратов 2006
Задача 1 Для заданных в табл. 1 приложения исходных данных рассчитать и выбрать посадку с зазором для подшипника скольжения. Построить схему расположения полей допусков выбранной посадки с указанием числовых значений размеров, отклонений, допусков и зазоров.
Задача 2 Для заданных в табл. 2 приложения исходных данных рассчитать и выбрать посадку с натягом для гладкого цилиндрического сопряжения. Построить схему расположения полей допусков выбранной посадки с указанием числовых значений размеров, отклонений, допусков и натягов. Задача 3 Рассчитать предельные размеры рабочих калибров (скобы и пробки) для деталей, образующих выбранную в задаче 2 посадку с натягом; построить схему расположения полей допусков калибров с указанием числовых значений размеров и отклонений; вычертить рабочие чертежи калибров. 1. МЕТОДИКА РАСЧеТА И ВЫБОРА ПОСАДОК С ЗАЗОРОМ
Выбор посадок в подшипниках скольжения основан на определении условий, обеспечивающих жидкостное трение между вращающейся цапфой и вкладышем подшипника (в подшипниках скольжения вал назван цапфой, втулка – вкладышем). Расчет ведется из условий вращения вала в опорном подшипнике с постоянной скоростью при постоянном по величине и направлению давлении вала на опору. Наибольшее распространение получили гидродинамические подшипники, в которых смазочный материал увлекается вращающейся цапфой или вкладышем подшипника. В результате этого возникает гидродинамическое давление, превышающее нагрузку на опору и стремящееся расклинить поверхность цапфы и вкладыша. При этом вал отделяется от поверхности вкладыша и смещается по направлению вращения (рис. 1). Когда вал находится в состоянии покоя, поверхность опорной цапфы соприкасается с вкладышем подшипника по нижней образующей, а по верхней имеется зазор: S = D - d. При определенной частоте вращения вала (остальные факторы постоянны) создается равновесие гидродинамического давления и сил, действующих на опору. Положение вала в состоянии равновесия определяется абсолютным ℮ и относительным c = 2℮/S эксцентриситетами. Поверхности цапфы и вкладыша при этом разделены переменным зазором, равным hmin в месте их наибольшего сближения и hmax = S - hmin на диаметрально противоположной стороне. Наименьшая толщина масляного слоя hmin связана с относительным эксцентриситетом c зависимостью [1]: . (1)
Рис. 1. Схема положения цапфы в состоянии покоя (штриховая линия) и при установившемся режиме работы подшипника: О – центр вкладыша;
Согласно гидродинамической теории смазки, несущая способность слоя в подшипнике (при его неразрывности) определяется следующим выражением [1]: , (2) где R – радиальная нагрузка, Н; m – динамическая вязкость смазки, H·c/м2; w – угловая скорость вращения вала, рад/с; l – номинальная длина подшипника, м; d – номинальный диаметр соединения, м; y – относительный зазор, равный отношению ; CR – безразмерный коэффициент нагруженности подшипника.
Относительный зазор y определяется по эмпирической формуле: , (3) где V – окружная скорость вращения цапфы, м/с: . (4) Определив окружную скорость вращения цапфы V и подсчитав величины относительного зазора y и оптимального диаметрального S = D - d, выбирают посадку по стандартным таблицам предельных зазоров таким образом, чтобы величина среднего зазора выбранной посадки Sбыла наиболее близка к расчетной величине зазора S: , (5) где Smin, Smax – значения наибольшего и наименьшего зазоров выбранной посадки. Посадки рекомендуется назначать в системе отверстия. Посадки типа , дающие зазор, равный нулю, выбирать не следует. Выбранная посадка проверяется на условие неразрывности масляного слоя: hmin ≥ hж.т. ≥ К(RzD + Rzd + hg), где hж.т. – слой смазки, достаточный для обеспечения жидкостного трения; RzD, Rzd – высота микронеровностей вкладыша и цапфы подшипника; hg – добавка, учитывающая отклонения нагрузки, скорости, температуры и других условий работы (в общем случае, когда неизвестны конкретные условия работы подшипника, hg принимают равным 2 мкм); К – коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя (принимается ³ 2). Для определения hmin нужно найти значение относительного эксцентриситета c, который определяется по найденному значению CR и отношению с помощью табл. 1. Из (2) имеем: Следует стремиться, чтобы значение относительного эксцентриситета c ³ 0,3, так как в противном случае могут возникнуть самовозмущающиеся колебания вала. Если c < 0,3, то следует внести изменения в значения исходных данных. Определив c, находят наименьшую величину масляного слоя выбранной посадки: где S– среднее значение выбранной посадки. В заключение находится величина действительного коэффициента запаса надежности: Посадка обеспечивает жидкостное трение, если Kq > 2.
Таблица 1 Коэффициент нагруженности CR для подшипников с углом охвата 180° [3]
Примечание. Промежуточные значения получать интерполяцией табличных значений. Для выбранной посадки приводится схема расположения полей допусков с указанием предельных размеров и отклонений отверстия и вала, минимального, максимального и среднего зазоров, допусков отверстия, вала и допусков посадки. Пример расчета и выбора посадок с зазором
Исходные данные: Номинальный диаметр соединения, м d = 0,042 Номинальная длина подшипника, м ℓ = 0,015 Отношение длины подшипника к диаметру соединения l/d = l,5 Угловая скорость вращения вала, рад/с w = 3200 Радиальная нагрузка, Н R = 2173 Марка масла и динамическая вязкость, Нс/м2 (Т 22) m = 0,019 Шероховатость цапфы, мкм Rzd = 0,4 Шероховатость подшипника, мкм RzD = 0,5
1. Определяется окружная скорость вращения цапфы по формуле: V = w.d/2 = 3200.0,042/2 = 5,88 м/с. 2. Определяется относительный зазор по формуле: . 3. Определяется диаметральный зазор в мкм при d в м: S = y.d = 1,246 · 10-3 · 0,042 = 0,0000523 м = 52,3 мкм, примем S = 52 мкм. 4. Выбирается посадка по таблице предельных зазоров (табл. 1.47 в [7], с. 161-166) таким образом, чтобы величина среднего зазора Scp была наиболее близка к расчетной величине зазора S = 52 мкм. Для диаметра d = 0,042 м = 42 мм ближайшая посадка H7/f7, для которой наибольший зазор Smax = 75 мкм, наименьший зазор Smin = 25 мкм. Значение среднего зазора: Scp = (Smax + Smin)/2 = (75 + 25) / 2 = 50 мкм. 5. Выбранная посадка проверяется на условие неразрывности масляного слоя: hmin ≥ hжт = К (Rzd + RzD +hg), где hg =2 мкм – поправка, которая учитывает отклонение от нагрузки, скорости, температуры и других условий работы подшипника скольжения; К = 2 – коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя. Определяются значения коэффициента нагруженности подшипника: Значение относительного эксцентриситета выбирается из табл. 1 методом интерполяции: при отношении l/d= 1,5 для СR = 0,610 c = 0,3, для Сr = 0,891 c = 0,4; следовательно, для СR = 0,7938 c = 0,365. Тогда минимальная величина масляного слоя для выбранной посадки hgmin = 0,5·S (1-c) = 0,5·50·(1 – 0,365) =15,875 мкм. Слой смазки, достаточный для обеспечения жидкостного трения, hжт = К·(Rzd + RzD +hg) = 2·(1,6 +3,2 + 2) = 13,6 мкм. Находится величина действительного коэффициента запаса надежности: Выбранная посадка обеспечивает жидкостное трение, так как Kg > 2. Принимается посадка с зазором в системе отверстия Æ . 6. Строится схема расположения полей допусков посадки для подшипника скольжения Æ с указанием числовых значений размеров, отклонений, допусков и зазоров (рис. 2).
Рис. 2. Схема расположения полей допусков посадки Æ
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (3416)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |