Смекни!
smekni.com

Силовой цилиндрический редуктор (стр. 2 из 9)

У всех подшипников, используемых в данном редукторе внутреннее кольцо испытывает циркуляционное нагружение, а наружное — местное.

Поскольку требования к точности вращения для всех подшипников повышенные класс точности выбран 6-ой.

Согласно заданным условиям нагружения, с учётом рекомендаций ГОСТ 3325-85 и с предварительным определением режима работы, были выбраны соответствующие посадки (см. табл.1).

Поскольку точность вращения валов на подшипниках, надёжность и долговечность их функционирования во многом определяются точностью и шероховатостью посадочных мест валов и корпусов, предъявим к этим поверхностям согласно ГОСТ 3325-85 следующие требования: по шероховатости, допуски круглости, профиля продольного сечения, допуски торцового биения опорных торцовых поверхностей заплечиков валов и отверстий корпусов.

2. Допуски и посадки гладких цилиндрических соединений

2.1 Выбор систем образования посадок

Выбор системы отверстия или вала для той или иной посадки определяется конструктивными, технологическими и экономическими соображениями. Система отверстия является в большинстве случаев предпочтительней, поскольку обуславливает значительное уменьшение номенклатуры режущего и мерительного инструментов, и, следовательно, более экономична по сравнению с системой вала. Однако в отдельных случаях приходиться применять систему вала:

- когда заданную точность охватываемой детали (вала, оси) можно обеспечить их калиброванных прутков без обработки резанием;

- если имеется несколько соединений с разными по характеру посадками на одном и том же валу;

- при использовании в соединениях стандартных изделий, изготовленных по системе вала (шпоночное соединение, соединение наружного кольца подшипника с отверстием в корпусе).

В ряде случаев возникает необходимость применения внесистемных посадок. Такие ситуации встречаются в соединениях втулок и колец с валами когда на протяжении одного и того же диаметра встречаются посадки с натягом (например зубчатое колесо – вал) и посадки, в которых необходимо обеспечить зазор. В данном редукторе внесистемнаые посадки были назначены в соединениях втулок 15 и 16 с соответствующими валами.

Так же важно правильно выбрать допуски сопрягаемых размеров соединения, поскольку от этого зависит, с одной стороны, качество и долговечность работы соединения, а с другой стороны стоимость и производительность изготовления деталей.

Согласно вышеизложенному, применительно к рассматриваемому редуктору, посадки шкива 22 с валом 3, всех зубчатых колёс с валами и крышек с корпусом были назначены в системе отверстия.

2.2 Выбор посадки с натягом расчетным путем

Расчет посадки с натягом выполняется с целью обеспечения прочности соединения, т.к. отсутствия смещения сопрягаемых деталей под действием внешних нагрузок, а также обеспечения прочности этих деталей в процессе сборки соединения. На рисунке 1 изображена схема для расчета посадки с натягом.




Величина натяга N, возникающего при сборке соединения, определяется зависимостью

где NА – деформация растяжения поверхности втулки;

NВ – деформация сжатия поверхности вала.

Из задачи определения напряжений и деформаций в толстостенных цилиндрах (задача Ляме) известны зависимости:

;
;

где Р - давление на поверхности контакта вала и втулки, Па;

D- номинальный диаметр соединения, м;

ЕА , ЕВ –модули упругости материала втулки и вала;

СА, СВ- коэффициенты, определяемые по формулам:

СА=

С
B=

D1, D2 – размеры деталей соединения;

- коэффициенты Пуассона.

Исходные данные:

D = 0,17м; mА = 0,300; T = 0,8×104Нм;

D1= 0; mВ = 0,300; F = 1×104Н;

D2= 0,28м; ЕА = 2,06×1011Па; GТА =360×106 Па;

Определяем наименьшее удельное давление на сопрягаемых поверхностях соединения:

;

где f = 0,14 – коэффициент трения на сопрягаемых поверхностях при сборке соединения с нагревом втулки.


Находим наибольшее удельное давление на сопрягаемых поверхностях.

где g = 0,83 для (L/D)0,95 = 0,14/0,17 = 0,83.

Для дальнейшего расчета принимаем меньшее из двух значений Рmax=109,42*106Па

Определяем коэффициенты CA и CB:

Вычисляем предельные значения натягов:

Определяем величину поправки NR, учитывающей величину смятия микронеровностей поверхностей вала и втулки при сборке соединения:

;

где КА = КВ = 0,6 для стальной втулки и стального вала при сборке соединения с нагревом втулки [л.2 табл.1] ;

RZA=20мкм; RZB=10мкм – высота микронеровностей поверхностей втулки и вала для номинального размера соединения D=170мм и предполагаемого 8 квалитета точности деталей соединения [л.2 табл.2].

Определяем минимальный и максимальный расчетный натяги.

Произведём расчёт стандартных натягов, исходя из следующего условия:

Nmin cт

Nmin расч,

Nmax ст

Nmax расч;

Изначально для отверстия принимаем 8-ой квалитет точности с основным отклонением Н (система отверстия). Согласно таблице допусков верхнее отклонение отверстия: ES=0,063. Расположение поля допуска вала определяется нижним отклонением ei, которое найдём из условия:

ei

ES+Nmin расч,

ei

0,063+0,06=0,123.

Согласно таблице основных ближайших отклонений валов ([8], с.48-50), выбираем основное отклонение вала u, которому соответствует ei=0,210 мм.

Из ряда рекомендованных посадок ГОСТ 25347-82 ([8], с.66) выбираем стандартную посадку H8/u8. При этом верхнее отклонение вала es= ei+Td=0,210 + 0,063=0,273.

Nmax ст=es-EI=0,273-0= 0,273< Nmax расч,

Nmin ст=ei-ES=0,210-0,063=0,147>Nmin расч.

Т.о. получаем посадку: Æ170

Определяем эксплуатационный и технологический запас прочности.

Посадку можно считать выбранной удовлетворительно, т.к. она выбрана из ряда, рекомендованного ГОСТ 25347-82.

Условие Nminст³Nminрасч; Nmaxст£Nmaxрасч выполнены, эксплуатационный и технологический запасы отличаются не значительно.

2.3 Обоснование посадок в гладких цилиндрических соединениях

В соединении редуктора применено наиболее предпочтительные посадки, применяемые для всех углов общемашиностроительного применения. В редукторе используются посадки: с зазором, с натягом и переходные. Посадки с зазором используются для посадки крышек в корпус, распорных втулок на валах, в шпонках. Посадка с натягом назначена в соединении 7/2 для передачи крутящего момента. Согласно рекомендациям [8], с.272-350 назначены следующие посадки: -посадки закрытых крышек в корпус с отклонениями H7/d11, что обусловлено отсутствием высоких требований к точности данного соединения и необходимостью зазора в целях обеспечения условий сборки и разборки редуктора; посадки закрытых крышек в корпус с отклонениями H7/h9;