5.2 Пример выполнения задания № 3
Задание:
Подобрать посадку с натягом схема полей
допусков для соединения при следующих
данных:
,
,
,
.
Соединение
нагружено осевой силой
.
Детали изготовлены из стали 40,
,
,
,
.
Решение
1) Определение коэффициентов
; 
;
; 
.
2) Расчет наименьшего натяга
;
В
процессе запрессовки неровности на
поверхностях детали сминаются, и в
соединении создается меньший натяг,
поэтому следует расчетный
увеличить
на значение поправки:
,
.
Наименьший натяг:
.
3) Определение допустимых значений давления:
для втулки
,
;
для вала
,
.
4) Определение максимально допустимого натяга для данного сопряжения
,
5) Расчётные данные для выбора посадки:.
Минимальный
натяг соединения -
;
Максимальный
натяг соединения -
.
По ГОСТ 25347—82 (Приложение Б) выбираем посадку с натягом:
;
Поверочный расчёт:
;
.
6. Схема полей допусков расчётной посадки с натягом представлена на рисунке 18.
Рисунок 18 - Схема полей допусков посадки
с
натягом
5.3 Контрольные вопросы
Для чего используются посадки с натягом?
За счет чего обеспечивается неподвижность соединения?
Области применения рекомендуемых посадок с натягом - «легкопрессовые», «прессовые средние», «прессовые тяжелые»?
Что называется натягом?
6 Задание № 4. Расчет подшипников скольжения
Цель задания:
- Изучение методики расчета гидродинамических подшипников;
- Научиться определять посадку для подшипников скольжения, работающих в условиях жидкостного трения;
- Рассчитать гидродинамический подшипник скольжения.
6.1 Теоретические сведения
Рассмотрим
упрощенный метод расчета зазоров и
выбора посадок подшипников скольжения
с гидродинамическим режимом работы. У
гидродинамических подшипников смазочное
масло увлекается вращающейся цапфой в
постепенно сужающийся клиновой зазор
между цапфой и вкладышем подшипника, в
результате чего возникает гидродинамическое
давление, превышающее нагрузку на опору.
Цапфа всплывает (рисунок 19). В месте
наибольшего сближения цапфы и вкладыша
образуется масляный слой толщиной
.
Рисунок 19 – Гидродинамический подшипник
Качество,
надежность и долговечность работы
подшипника зависят от толщины масляного
слоя
,
на
которую, при прочих равных условиях
работы подшипника, будет влиять зазор
(разность между диаметром цапфы и
диаметром отверстия вкладыша). Допустим,
что зазор
будет небольшим, в этом случае величина
также
будет маленькой, по ряду причин работа
подшипника в таких условиях будет
неустойчивой. Если зазор
будет достаточно большим, и в этом случае
значение
будет
маленьким из-за малой подъемной силы
гидродинамического клина. Отсюда можно
сделать вывод, что для определенных
условий работы имеется некоторый
интервал, внутри которого будет
существовать надежное всплытие.
Сущность
расчета посадки заключается в том, чтобы
определить интервал зазоров
…
(рисунок 20), при котором величина всплытия
будет не меньше предварительно выбранной
допустимо минимальной толщины масляного
слоя
.
Исходя
из сказанного установим зависимость
между
и
и найдем величину
.
Рисунок 20 – Зависимость толщины масляного слоя
от величины зазора
Для обеспечения жидкостного трения необходимо, чтобы микронеровности цапфы и вкладыша не касались при работе подшипника. Это возможно при условии:
, (6.1)
где
,
—
высота неровностей поверхностей вкладыша
подшипника и цапфы вала;
— добавка,
учитывающая разного рода отклонения
от принятого режима работы;
— коэффициент
запаса надежности по толщине масляного
слоя
.
Известна зависимость для среднего удельного давления у гидродинамического подшипника:
, (6.2)
где
— динамическая
вязкость масла при рабочей температуре
подшипника,
;
— угловая
скорость цапфы, рад/с;
— диаметральный зазор, м;
— номинальный диаметр сопряжения, м;
— безразмерный
коэффициент нагруженности подшипника,
зависящий от
и
;
— длина подшипника, м;
— относительный эксцентриситет, который связан зависимостью с :
(6.3)
Определим
из формулы (1.3) значение
:
(6.4)
С учетом формулы (1.4) найдем выражение для :
. (6.5)
Обозначим
.
Значения
в зависимости от
и
приведены в таблице 4.1.
Таким образом, определив минимально допустимую величину всплытия — по формуле (4.1), мы сможем определить величину :
,
а
по таблице 4.1 — значения
и
.
По найденным значениям
и
определим по формуле 10 соответственно
и
.
Таблица 10 – Зависимость относительного
эксцентриситета от
|
Значение
|
||||||||
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
1.1 |
1.2 |
1.5 |
2.0 |
|
0.30 |
0.299 |
0.339 |
0.375 |
0.408 |
0.438 |
0.464 |
0.488 |
0.610 |
0.763 |
0.40 |
0.319 |
0.360 |
0.397 |
0.431 |
0.461 |
0.487 |
0.510 |
0.891 |
1.091 |
0.50 |
0.327 |
0.367 |
0.402 |
0.434 |
0.462 |
0.487 |
0.508 |
1.248 |
1.483 |
0.60 |
0.324 |
0.361 |
0.394 |
0.423 |
0.448 |
0.469 |
0.488 |
1.763 |
2.070 |
0.65 |
0.317 |
0.352 |
0.283 |
0.410 |
0.433 |
0.452 |
0.469 |
2.099 |
2.446 |
0.70 |
0.310 |
0.344 |
0.372 |
0.369 |
0.417 |
0.434 |
0.450 |
2.600 |
2.981 |
0.75 |
0.298 |
0.328 |
0.351 |
0.375 |
0.393 |
0.408 |
0.421 |
3.242 |
3.671 |
0.80 |
0.283 |
0.310 |
0.332 |
0.350 |
0.367 |
0.378 |
0.389 |
4.266 |
4.778 |
0.85 |
0.261 |
0.284 |
0.302 |
0.317 |
0.329 |
0.339 |
0.341 |
5.947 |
6.545 |
0.90 |
0.228 |
0.246 |
0.245 |
0.210 |
0.279 |
0.286 |
0.292 |
9.304 |
10.09 |
0.95 |
0.178 |
0.188 |
0.196 |
0.202 |
0.207 |
0.211 |
0.215 |
19.68 |
20.97 |
0.99 |
0.091 |
0.095 |
0.096 |
0.098 |
0.100 |
0.101 |
0.101 |
106.8 |
110.8 |
для значений