Расчет, выбор и обоснование посадок соединений (стр. 3 из 4)

4. Выбрать и обосновать посадку местно или колебательно нагруженного кольца.

5. Рассчитать предельные размеры деталей подшипникового узла, предельные и средние натяги и зазоры в сопряжениях.

6. Построить схемы расположения полей допусков сопрягаемых деталей.

7. Выполнить проверку наличия радиального зазора в подшипнике после посадки его на вал или в корпус с натягом.

8. Определить шероховатость и допускаемые отклонения формы и положения посадочных и опорных торцовых поверхностей заплечиков вала и отверстия корпуса.

9. Определить допуски соосности посадочных поверхностей вала и корпуса.

10. Обозначить посадки подшипников качения на чертеже.

11. Вычертить эскизы вала и корпуса с обозначением допусков размеров,формы, расположения, шероховатости посадочных и опорных торцовыхповерхностей.

Решение.

Расчет ведем по наиболее нагруженному подшипнику. Это подшипник В (правая опора). Rв =1,673 кH подшипник № 306 .

Учитывая, что редуктор нельзя отнести к разряду высокоскоростных, принимаем класс точности подшипников 0 .

По табл.4.88 (/2/ ч.2, с.284 ) и чертежу узла устанавливаем вид нагружения внутреннего и наружного кольца. Вал вращается, а корпус неподвижен, следовательно, внутреннее кольцо – циркуляционно нагруженное, а наружное – местно.

Выбор поля допуска цапфы вала, сопрягаемого с циркуляционно нагруженным внутренним кольцом подшипника, производим по интенсивности радиальной нагрузки.

Интенсивность радиальной нагрузки определяется по формуле:

PR = R/ b * К1* К2 * К3 = (537,3/(19-2-2)) *1* 1*1 = 38,37 кH/м

Допускаемые значения PR, подсчитанные по средним значениям посадочных натягов, приведены в табл.4.92/2/ ч.2,стр.287.Заданным условиям соответствует поле допуска цапфы ø30 js6.

4.Принимаем по таблице 4.92 /2/, ч.2, с. 287 поле допуска для внутреннего циркуляционно нагруженного кольца js6 с предельными отклонениями: es=+6,5 мкм; ei=-6,5 мкм.

Посадка подшипника на вал

Ø30

где, L0 – поле допуска посадочного размера (диаметра) внутреннего кольца подшипника класса точности 0.

Поле допуска на диаметр отверстия в корпусе под местно нагруженное кольцо подшипника выбираем по таблицам 4.89, 4.93, 4,94 /2/, ч.2, с.285-289 Принимаем поле допуска Н7 с предельными отклонениями: ES=30мкм; EI=0

Посадка подшипника в корпусе:

Ø72

где l0-поле допуска посадочного размера (диаметра) наружного кольца подшипника класса точности 0.

Таблица 3.1- Выбор посадки подшипника №306 для заданных условий работы

Внутреннее кольцо подшипника	Вал	Наружное кольцо подшипника	Отверстие в корпусе
Æ30L0	Æ30js6	Æ72l0	Æ72H7

В соединении внутреннего кольца с валом имеем:

Nmax= es-EI=6.5-(-10)= 16.5мкм, Nmin= ei-ES= 0-(-6,5)= 6.5мкм

TN=TD+Td=23мкм, Nm=( Nmax +Nmin)/2=11,5мкм

В соединении наружного кольца подшипника с корпусом имеем:

Smax=ES-ei=30-(-13)=43мкм, Smin=EI-es=0-6,5=6,5мкм

TS=TD+Td=43мкм, Sm=( Smax + Smin)/2=25мкм

Выполняем проверку наличия радиального зазора в подшипнике после посадки его на вал или в корпус с натягом.

По таблице 69 /4/с. 140 определяем предельные значения зазоров в подшипнике: Gre min=5мкм; Gre max=20мкм;Gre m=0,5 (5+20)=12,5мкм.

В соединении внутреннего кольца с валом имеем:

Nmax = es – EI = 6,5 – (-10) = 16,5мкм; Nmin = -ei + ES =0-(-6,5)= 6,5мкм Nm = (Nmax + Nmin)/2 = 23мкм TN=TD+Td=11,5мкм

При намеченной посадке после установки подшипника на вал сохраняется радиальный зазор.

7. Шероховатость поверхностей вала

Шероховатость поверхностей вала и отверстия в корпусе выбираем по табл.4.95/2/ ч.2, стр.296 : Rad = 1,25 мкм, RaD =1,25 мкм, торцов заплечиков вала и отверстия Ra = 3,2 мкм.

Вычисляем диаметральную деформацию дорожки качения внутреннего кольца. Для этого определяем приведённый наружный диаметр внутреннего кольца:

d0=d+(D-d)/4

d0=30+(72-30)/4=40,5мм

действительный натяг: Ne»0,75Nmax Ne =0,75×16,5=12,375мкм

Определяем диаметральную деформацию дорожки качения внутреннего кольца:

Dd1= Ne×d/d0

Dd1=12.025*30/40.5=8,9мкм

Посадочный зазор определяем по формуле:

Cr =Crem-Dd1

Cr =12.5 – 8,9 =3,6 мкм

Следовательно, при намеченной посадке после установки подшипника на вал в нём сохраняется радиальный зазор, который и является посадочным радиальным зазором.

Определяем допуски соосности посадочных поверхностей вала и корпуса:

В приложении 7 ГОСТ 3325-85 приведены числовые значения допусков соосности посадочных поверхностей вала и корпуса при длине посадочного места B1=10мм. При другой длине посадочного места В2 для получения этих допусков следует табличные значения умножить на В2/10. Тогда допуск соосности поверхностей вала составит:

Т /o/=(4*В2)/10=(4*17)/10=6.8мкм,

корпуса - Т©=(8*В2)/10=(8*17)/10=13.6мкм

Шероховатость поверхностей вала и отверстия в корпусе и опорных торцевых поверхностей заплечников вала и отверстий выбираем по табл. 4.95 /2/с. 296 Rad=1.25мкм;RaD=2.5мкм;Ra=2.5мкм.

Для достижения выбранной шероховатости и степени точности посадочных поверхностей целесообразно принять каленый вал, обработанный чистовым шлифованием, а отверстие в корпусе – тонким растачиванием.

4. Решение линейных размерных цепей

4.1 Расчет размерной цепи методом полной взаимозаменяемости

Решить линейную размерную цепь, приводной механизм ножа силосоуборочного комбайна. Выполнить размерный анализ и построить схему размерной цепи.

Рассчитать размерную цепь методом точной взаимозаменяемости.

4.2 Рассчитать размерную цепь вероятностным методом.

Сделать вывод о применении выше названных методов.

Составляем размерную цепь и составляющие (увеличивающие и уменьшающие) звенья по заданному чертежу.

Размерные связи деталей через сборочные базы.

Решение.

Составляем размерную цепь и составляющие (увеличивающие и уменьшающие) звенья по заданному чертежу.

Размерные связи деталей через сборочные базы:

BD - замыкающее звено;

B1 – уменьшающее составляющее звено.

B2 , B3 – увеличивающие составляющие звенья

Проверяем правильность составления размерной цепи :

ЖD = Ж1-Ж2-Ж3-Ж4 = 25-14-2-6=3 мм

По заданным отклонениям замыкающего звена находим его допуск:

ТЖD = ESЖD - EIЖD = 0.7 –(- 0.7) = 1,4 мм.

Предполагаем что все размеры выполнены по одному классу точности (квалитету).

Определяем среднее число единиц допуска (коэффициент точности) размерной цепи с учетом известных допусков (стандартных деталей) и по нему определяем квалитеты:

ac = ( TD - T ст.) / Si неиз = 1,4*10³ / ( 1,31 + 1.08+0.55+0,73) = 381,47

где: S T ст – сумма известных допусков соответствующих звеньев (стандартных деталей) мкм.

S i неиз– сумма единиц допуска соответствующих звеньев, мкм.

По таблице 48 ((2) 4.1 с45) находим , что полученный коэффициент точности соответствует 14 квалитету.

По выбранному квалитету назначаем допуски и отклонения на звенья исходя из общего правила, для охватывающих размеров, как на основные отверстия (Н 14), а для охватываемых – как основные валы (h 14). В тех случаях , когда это трудно установить, на звено назначаются симметричные отклонения IТ14/2.

Допуски составляющих звеньев определим:

T1 = 0.52 T2 = 0.43 мм T3 = 0.25 T4 = 0,3

B1 = 25( -0,52 ) мм ; B2= 14( -0,43 )мм; B3= 2(-0,25 )мм; В4 =6( -0,3 )

Так как коэффициент точности не полностью соответствует расчетному, то одно из звеньев выбираем в качестве корректирующего. При выборе корректирующего звена руководствуются следующим соображением. Если выбранный коэффициент точности а меньше вычисленного ас, т.е. а>ас, то в качестве корректирующего звена выбирается технологически более простое звено.

Отклонение корректирующего звена находим по формуле:

Для корректирующего увеличивающего звена

ESЖi ув = S EIЖi ум + ESЖD - S ESЖi ув

EIЖi ув = S ESЖi ум + EIЖD - S EIЖi ув

Принимаем в качестве корректирующего звена увеличивающее звено B2.

Находим предельные (звенья) отклонения корректирующего звена:

ESЖi ув = 0+0,7-0,52 = 0.18 мкм

EIЖi ув= (0,52 + 0.25+0.3)+(-0,7)= 0,37 мкм

Предельные отклонения корректирующего звена: Ж1 = 25( )мм

Проверим правильность назначения допусков и придельных отклонений составляющих звеньев:

TЖD = S TЖi = 0.4+0.4=0.8мм

ESЖD =S ESЖi ув- S EIЖi ум = 0+0.15-(-0,035)= +0,5 мм

EIED = S EIЖi ув - S ESЖi ум = -0,35 – 0,15 – 0 = -0,5 мм

Результаты расчётов сводим в таблицу 4.1

Таблица 4.1-Результаты расчета размерной цепи.

Наименование звена	Обозначение	Номинальный размер	Верхнее отклонение	Нижнее отклонение	Квалитет
Уменьшающее	Ж2Ж3Ж4	1426	+ 0,43+0,25+0,3	000	14
Увеличивающие	Ж1	25	+0,52	0	14
Замыкающее	ЖD	3	+0.7	-0.7	14

Заключение. Назначенные допуски и отклонения составляющих звеньев обеспечивают заданную точность замыкающего звена.

4.2 Расчет размерной цепи вероятностным методом.

Находим пределы замыкающего звена аналогично первой части задания.

Принимаем, что рассеяние действительных размеров звеньев близко к нормальному закону распределения и допуск размера Т равен полю рассеяния размеров ω для каждого из звеньев цепи, т.е. ТАi = ωi и TAΔ = ω Δ,oтсюда коэффициент относительного рассеяния λi = λ Δ= 1/3 , а коэффициент относительной асимметрии αi = α Δ = 0 (\2\ ч.2, стр.37).

По табл. 3.8 (/2/, ч2, с. 36) находим значение коэффициента риска t, зависящего от процента риска Р. Принимаем ti = tΔ, H = 0,27%, в этом случае ti = tΔ = 3.

Находим среднее число единиц допуска:

ас

189,8

По табл.1.8( [2] ч.1,стр.45) определяем, что ас приблизительно соответствует 13 квалитету (а= 250).

По табл. 1.8( [2] ч.1,стр.43) находим допуски на составляющие звенья:

А1 = 86 +0,35 мм

А2 = 120 -0,25 мм