Точные расчеты (стр. 2 из 3)

Условие выполняется.

Здесь нужно учесть, что мы производим расчет для наихудшего (маловероятного) случая, когда в соединении "цапфа-вкладыш" при сборке получен минимальный зазор S_min.

Поэтому проверим, обеспечивается ли для выбранной посадки (Æ80H7/e8, S_minТ=72мкм, S_maxТ=161мкм)

при S_min жидкостное трение.

Для этого определим наименьшую толщину масляного слоя по уравнению (2.2) /4/:

а затем найдем запас надежности по толщине масляного слоя из формулы (2.4) /4/:

Расчет показывает, что посадка по наименьшему зазору выбрана правильно, так как при S_min=72мкм обеспечивается жидкостное трение и создается запас надежности по толщине масляного слоя. Следовательно, табличное значение S_min=72 мкм для выбранной посадки можно принять за S_minF=72 мкм.

Теперь определим наибольший функциональный зазор по формуле (2.8) /4/ при t=50⁰C:

Проверим, обеспечивается ли при этом зазоре жидкостное трение. Найдем c, h_min, k_ж.т.:

;

;

;

;

.

Расчеты показывают, что жидкостное трение обеспечивается.

Запас на износ определяем по формуле (2.12) /4/ :

, где , ;

.

Строим схему полей допусков для посадки с зазором с указанием S_minТ,S_maxТ,S_minF,S_maxF, S_и (рис.2.1.).

Рис.2.1 Схема расположения полей допусков деталейпри посадке с зазором.

3. Расчет посадки с натягом

Задание. Рассчитать и выбрать посадку с натягом для соединения вала и втулки (d=60мм, d₁=0мм, d₂=240мм, l=50мм), которое работает под воздействием крутящего момента М_кр=8Н×м. Запрессовка механическая. Материал обеих деталей - сталь 45.

Определяем р_э по формуле (3.4) /4/:

,

где

- крутящий момент стремящийся повернуть одну деталь относительно другой (Н м);

- осевое продольное сдвигающее усилие (Н). В нашем случае равно нулю;

d – номинальный диаметр соединения (м);

l – длина соединения (м);

f – коэффициент трения.

Определяем коэффициенты Ламе по формулам (3.5) и (3.6) /4/:

;

где

и - коэффициенты Пуассона для материалов деталей соединения.

Определяем N_min по формуле (3.1) /4/:

где

и - модуль упругости материалов соединяемых деталей, Па.

Находим поправки к расчетному натягу, используя формулы (3.7) и (3.8), и определяем N_minF по формуле (3.9) /4/:

Принимаем u_t=0 и u_ц=0, исходя из условий задачи.

Определяем допустимое удельное давление на контактирующих поверхностях по формулам (3.10) и (3.11) /4/:

В качестве р_доп выбирается

.

Определяем величину наибольшего натяга N_max по формуле (3.12):

Находим поправки к наибольшему натягу и определяем N_maxF по формуле (3.13) /4/:

u=15мкм, u_t=0, u_ц=0, u_уд=0,78

Выбираем по таблице 1.49 /1/ посадку по наибольшему функциональному натягу N_maxF, при которой создавался бы запас прочности соединения и запас прочности деталей:Æ60 H7/s6, для которой N_maxT=72 мкм (£N_maxF), N_minT=23 мкм (³N_minF)

Определяем для выбранной посадки запас прочности соединения при сборке и при эксплуатации по формулам (3.14) и (3.15) /4/:

Для правильно выбранной посадки запас прочности соединения при сборке N_з.с. всегда должен быть меньше запаса прочности соединения при эксплуатации N_з.э., потому что N_з.с. нужен только в момент сборки для случая возможного снижения прочности материала деталей и увеличения силы запрессовки из-за перекоса деталей, колебания коэффициента трения и т.д.

Строим схему расположения полей допусков выбранной посадки (рис.3.1)

Изменить рисунок согласно расчетам

Рис.3.1. Схема расположения полей допусков деталей при посадке с натягом

4. Расчет размерных цепей

Для расчета размерной цепи используем метод максимума-минимума.

Назначим допуски, и предельные отклонения на размеры если допуски на зазор Y₅ составляют: верхнее ^+0,2; нижнее _-0,3.

Определяем величину зазора Y₅

Y₅ – является замыкающим звеном. Зазор должен быть в пределах 5,2 мм до 4,7 мм. Поле допуска на размер 500 мкм

Таблица 4.1.

Аi ном, мм	I, мкм	IT9, мкм	Аi ммпринятое
Т3=12 →	1,08	43
Р7=14 →	1,08	43
П3=20 →	1,31	52
П4=18 →	1,31	43
Э2=55 →	1,86	74
Ф7=3 →	0,55	25
П2=5 ←	0,73	30
Ш4=72 ←	1,86	74(128)
Ф2=40 ←	1,56	62
Σ	11,34	446(500)

Определяем среднее количество единиц допуска:

единиц.

Определяем квалитет, данное количество единиц соответствует:

IT9=45 единиц

Допуски составляющих размеров находим в табл. 1.8 /1/ и записываем их в таблицу.

Сумма допусков составляющих звеньев получилась меньше допуска замыкающего звена. Чтобы уравнение удовлетворялось увеличим допуск одного из составляющих звеньев. Этим звеном будет – Ш_4.

Занесем принятые значения допусков в таблицу.

Назначим отклонения звеньев Т₃ , Р₇ , П₃ , Э₂ в минус т.к. они являются охватываемыми, а для звеньев П₂, Ф₂, П₄, Ф₇ , в плюс охватываемые. Допуск на замыкающее звено "плюс-минус" следовательно допуск на звено Ш₄ рассчитаем.