11. Расчёт посадок гладких цилиндрических соединений

11.1. Расчёт посадки с зазором

В подвижных соединениях зазор служит для обеспечения свободы пе-ремещения, размещения слоя смазки, компенсаций температурных деформа-ций, а также компенсаций погрешности изготовления и сборки, упругой деформации деталей, их шероховатости и т.д. Для ответственных соединений, которые должны работать в условиях жидкостного трения, зазоры подсчитываются на основе гидродинамической теории трения.

По варианту задания имеются следующие параметры:

n = 1872 об/мин – частота вращения вала;

µ = 35·10³ H·c/м² – динамическая вязкость масла;

R = 1014 H – радиальная нагрузка;

Найдём h_min по упрощённой формуле:

h_min = k·[4·(Ra_D + Ra_d) + k_д],

h_min – толщина масляного слоя, мкм;

k ≥ 2 – коэффициент запаса надёжности по толщине масляного слоя;

k_д – добавка на неразрывность масляного слоя (k_д = 2…3 мкм).

Согласно таблице с рекомендуемыми значениями параметров вала и отверстия принимаем

Вал = Ra_D = 0,7 мкм, Ra_d = 1,3 мкм.

Принимаем k = 2, k_д = 2 мкм.

h_min = 2·[4·(0,7 + 1,3) + 2] = 8 мкм

Найдём среднее удельное давление p = R/Ɩd, H/м².

p = 330/(24·34) = 0,404 H/м².

Толщина масляного слоя h_min связана с безразмерной величиной A_h, которая определяется следующей формулой:

0,2

Находим отношение 42:28=1,5

По номограмме для определения значений максимального (χ_max) и минимального (χ_min) относительного эксцентриситетов, приведённой в методических указаниях, видим, что χ_max = 0,96, а χ_min < 0,3. Поэтому значение A_χ определяем при заданном отношении и χ = 0,3. По таблице получаем A_χ = 2.

Величину наименьшего допустимого зазора [S_min] рассчитываем по формуле

0,547/0,2=62,5

Величину наибольшего допустимого зазора [S_max] рассчитываем по формуле

320мкм

Для обеспечения жидкостного трения необходимо соблюдение условий подбора посадки с учётом износа и шероховатости поверхности деталей:

S_min ≥ [S_min] ≥ 62,5 мкм

S_max < [S_max] – 320 мкм

Н

33

азначим посадку Ø 28d9

H9

+

0

-

0

–65

d9

­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­

–117

Рисунок – Схема полей допусков назначенной посадки с зазором

Smin=65мкм>Smin=62,5мкм.

Smax=140мкм<Smax=320

Следовательно условие удовлетворено

2.2Расчёт посадки с натягом

Посадки с натягом предназначены для неподвижных неразъёмных со-единений деталей, как правило, без дополнительного крепления винтами, штифтами и т. п. Относительная неподвижность деталей достигается за счёт сил сцеплений, возникающих в материале сопрягаемых деталей вследствие деформаций их контактных поверхностей (рисунок ).

Рисунок

Исходные данные:

M_кр = 810 H·м – крутящий момент;

Материалом для обоих деталей (для отверстия и вала) служит сталь

t^°_D = 20° C – рабочая температура отверстия;

t^°_d = 20° C – рабочая температура вала;

t^°_сб = 21° C – температура при сборке соединений;

1. Определяем коэффициенты Ляме для отверстия и вала

где µ_D, µ_d – коэффициенты Пуассона соответственно для отверстия и вала.

2. Определяем поправку, учитывающую смятие неровностей посадочных поверхностей деталей при сборке

U = 1,2·(Rz_D + Rz_d) ≈ 5·(Ra_D + Ra_d), мкм

U=1,2(3,2+6,3)=1,2*9,5=11,4мкм

U – поправка, учитывающая смятие неровностей посадочных поверхностей деталей при сборке;

Rz_D = 6,3 мкм – высота неровностей поверхности вала;

Rz_d = 3,2 мкм – высота неровностей поверхности отверстия ступицы.

Таким образом U_t=0 , U₂=0

f = 0,1 – коэффициент трения при установившемся процессе распрессовки или проворачивании;

E_D = E_d = 2·10¹¹ Н/м² – модуль упругости

О пределяем величину максимального формированного натяга

68,2

В качестве P_don берем наименьшее значение

Для вала

Td=2,75 10⁸ Па

P_don < 0,58 Ϭ_TD H/м²

T.o. =11,4 мкм; =68,2мкм

Условия подборки посадки:

<

>

Подбираем посадку Ø28H7/t6

N_min=20мкм;

N_max=54мкм;

Получаем

=20мкм;

=54мкм;

Т.е

>

<

Выбираем посадку с натягом

Ø28H7/t6

t6

H7

Nmin=20 0

21

+54

+41