Расчет и выбор посадок гладких цилиндрических соединений. Выбор средств измерения линейных размеров

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчет и выбор посадок гладких цилиндрических соединений. Выбор средств измерения линейных размеров

Методы расчета и выбора посадок с зазором для подшипников скольжения и посадок с натягом для передачи внешних нагрузок изложены в примерах.

Расчет и выбор посадок с натягом

Для неподвижного соединения деталей, передающего вращающий момент, заданы:

номинальный диаметр соединения - d_н.c.= 160 мм,

длина сопряжения - l = 180 мм,

диаметр отверстия в охватываемой детали - d₁= 90 мм,

наружный диаметр охватывающей детали - d₂ = 300 мм,

передаваемый вращающий момент - М_в =26500 Н м,

материал охватывающей детали - 20Х ,

материал охватываемой детали - 18ХГТ,

шероховатости поверхностей отверстия Ra_D =0,4мкм и вала Ra_d=0,2мкм.

Рабочая температура сопрягаемых деталей (t_D и t_d ) и помещения для сборки (t_сб) равна 20С.

Для заданных геометрических и функциональных параметров соединения рассчитать и выбрать посадку с натягом. При этом необходимо:

вычертить в масштабе схему расположения полей допусков;

вычертить чертежи деталей и сборочный чертеж с нанесением размеров, предельных отклонений и шероховатости поверхностей;

нанести обозначения шероховатости сопрягаемых поверхностей на чертежах деталей;

выбрать измерительные средства для измерения отверстия и вала.

Решение:

1. Определяем требуемое минимальное удельное давление на контактных поверхностях соединения:

вал допуск посадка натяг

,

где f- коэффициент трения, принимаем f = 0,08.

.

2. Определяем необходимую величину наименьшего расчетного натяга:

,

где E₁и E₂ - модули упругости материалов соответственно охватываемой и охватывающей деталей, принимаем для стали;

c₁ и c₂- коэффициенты Лямэ, определяемые по формулам

где d₁ и d₂ - коэффициенты Пуассона соответственно для охватываемой и охватывающей деталей, принимаем для стали d₁ = d₂=0,3.

,

3. Определяем (с учетом поправок к N_{min расч}) минимальный допускаемый натяг:

[N_min ] =N_{min расч} + g_ш--+--g_t--+--g_ц--+--g_п ,

где g_ш - поправка, учитывающая смятие шероховатостей контактных поверхностей деталей при образовании соединения

g_ш = 5 (Ra_D + Ra_d) = 5(0,4 + 0,2) =3 мкм;

g_t - поправка, учитывающая различие рабочей температуры сопрягаемых деталей и температуры помещения для сборки, а также различие коэффициентов линейного расширения материалов деталей, принимаем g_t=0,так как t_D = t_d= t_сб=20C и материалы обеих деталей сталь.

g_ц- поправка, учитывающая ослабление натяга под действием центробежных сил, принимаем g_ц = 0 так как детали имеют небольшие размеры;

g_п - добавка, компенсирующая уменьшение натяга при повторных запрессовках, принимаем g_п = 10 мкм.

[N_min] =N_{min расч} + g _ш + g _t + g _ц + g _п == 136+3+10=149 мкм .

4. Определяем максимальное допускаемое удельное давление, при котором отсутствует пластическая деформация на контактных поверхностях деталей. В качестве [p_max] берется меньшее из двух значений:

где s_T1 и s_T2 - пределы текучести материалов соответственно охватываемой и охватывающей деталей: для вала изготавливаемого со стали 18ХГТ значение s_T1= 800 МПа, для отверстия изготавливаемого из стали 20Х значение s_T2= 630 МПа (см. ч. 2, табл. 7).

Следовательно,

[P_max]=⁶ Па

5.Определяем величину наибольшего расчетного натяга:

,

6.Определяем (с учетом поправок к N_{max расч}) максимальный допускаемый натяг:

,

где g_уд - коэффициент, учитывающий увеличение удельного давления у торцов охватывающей детали. Определяется по графику (см. ч.2, рис. 2) в зависимости от отношений и .

Для и , значение g_уд =0,96.

Тогда,

,

7. По таблице предельных натягов в посадках с натягом (см. ч. 2, табл. 5), выбираем посадку, при которой выполняются условия:

N_max [N_max] = 750 мкм;

N_min [N_min] = 149 мкм.

где N_max и N_min - максимальный и минимальный натяги в выбранной посадке.

Условиям выбора посадки наиболее близко соответствует посадка в системе отверстия:

для которой N_max = 478 мкм и N_min = 352 мкм.

8. Для выбранной посадки запас прочности деталей при сборке

[N_max] - N_max = 750 - 478 =272 мкм,

а запас прочности соединения при эксплуатации

N_min - [N_min] = 352 - 149 = 203 мкм.

9. Определяем удельное давление на контактных поверхностях при максимальном натяге выбранной посадки

10. Определяем усилие запрессовки

R_п = f_пp_max d_н.с.l = =1385,4.

где f_п - коэффициент трения при запрессовке, принимаем

f_п = 1,2f = 1,20,08 = 0,096;

11. Определяем по таблицам предельные отклонения отверстия и вала выбранной посадки:

для отверстия 160H8ES = +63 мкм; EI = 0 мкм;

для вала 160z8es = +478 мкм; ei = +415 мкм.

12. Вычерчиваем в масштабе схему расположения полей допусков (рис.3)

Рисунок. 3. Схема расположения полей допусков посадки

13. Вычерчиваем чертежи деталей и сборочный чертеж с нанесением размеров, предельных отклонений и обозначений шероховатости поверхностей (рис. 4)

Рисунок 4. Нанесение предельных отклонений размеров и обозначений шероховатости поверхностей на чертежах

14. Выбираем измерительные средства для измерения отверстия и вала.

По известному номинальному размеру соединения d_н.с. = 160 мм, допускам отверстия и вала, пользуясь таблицей (см. ч.2, табл. 8), устанавливаем допускаемую погрешность измерения D_изм.

Для отверстия 160 мм изготовленного по 8-му квалитету D_изм=16 мкм;

для вала 160 мм изготовленного по 8-му квалитету? D_изм = 16 мкм.

По установленным значениям D_изм и номинальному размеру соединения, пользуясь таблицами, выбираем средства измерения (см. ч. 2, табл. 9), которые должны удовлетворять условию

D_lim D_изм .

Для измерения вала выбираем микрометр гладкий при измерении находящийся в стойке, для которого

D_lim =7 мкм <D_изм = 16 мкм.

Для измерения отверстия выбираем нутромер индикаторный с ценой деления 0,01 мм для размеров больше 100 мм, для которого

D_lim =11 мкм < D_изм = 16 мкм.

Размещено на Allbest.ru