10 Выбор и обоснование посадок сопрягаемых деталей

Произведём выбор посадок тихоходного вала с колесом и шпоночного соединения.

Исходные данные:

точность зубчатого колеса 8С

номинальный диаметр соединения d=80 мм

ширина шпоночного паза В=22 мм

число зубьев колеса 127

модуль m=2 мм

допуск на радиальное биение зубчатого венца

Соединение зубчатого колеса с валом редуктора с дополнительным креплением при помощи шпонки является разъемным, неподвижным соединением, образованным переходной посадкой. Расчёт разъёмных соединений, образованных переходной посадкой производится исходя из условий:

• обеспечение высокой точности центрирования зубчатого колеса на валу;

• обеспечение лёгкой сборки и разборки соединения;

Сочетание этих двух условий возможно лишь при небольшом натяге, или зазоре в соединении.

Хорошее центрирование зубчатого колеса на валу необходимо для обеспечения высокой кинематической точности передачи, ограничения динамических нагрузок и т.д. Известно, что наличие зазора в сопряжении за счёт одностороннего смещения вала в отверстии вызывает появление радиального биения зубчатого венца колеса, определяющего кинематическую точность.

В этом случае наибольший допустимый зазор, обеспечивающий первое условие может быть определен по формуле:

, (8.1)

где - коэффициент запаса точности ( =2…5), принимаем =2

- допуск радиального биения зубчатого венца ( =63 мкм)

мкм

Возможный наибольший натяг в соединении насчитывается по формуле:

, (8.2)

где z – аргумент функции Лапласа, которой определяется по её значению:

, (8.3)

где - вероятность получения зазора в соединении

При восьмой степени точности по кинематической норме точности =0,3, тогда

По таблице 11.3, [3] находим значение z, z=-0,54.

мкм

По номинальному диаметру соединения d=80 мм и мкм по ГОСТ 25347-82 выбираем переходную посадку Ø , параметры выбранной посадки не превышают расчётных, т.е. мкм.

мкм

Причём выполняется требование ГОСТа по соответствию степени точности зубчатого колеса точности отверстия.

Для обеспечения неподвижности зубчатого колеса с валом применяется призматическая шпонка. Работоспособность соединения определяется точностью посадки по ширине шпонки (паза) B.

ГОСТ 2325-78 предусматривает посадки, образующие нормальное, плотное и свободное соединение шпонки с пазами вала и втулки в системе основного вала.

Принимаем нормальный тип соединения. Для нормального типа соединения установлены поля допусков ширины В для паза на валу N9и для паза во втулке Js9. придельные отклонения указанных полей допусков соответствуют ГОСТ 25347-82, шпонка как основной вал имеет поле допуска h9.

В этом случае посадка в соединении со шпоночным пазом вала будет , и пазом втулки .

Посадка колеса на быстроходном валу, а так же всех остальных шпоночных соединений производим аналогично.

Произведём расчёт и выбор посадок подшипников качения на вал и в корпус.

Исходные данные:

D=140 мм, r=2.5 мм, В=26мм

радиальная нагрузка Н

вал вращается, вал сплошной, корпус массивный

Посадка внутреннего кольца с валом всегда осуществляется в системе основного отверстия, а наружного кольца в корпус в системе основного вала.

Выбор посадок для подшипников качения зависит от характера наружного кольца. В подшипниковых узлах редукторов кольца испытывают циркуляционное и местное нагружения. Внутреннее кольцо подшипника является циркуляционно нагруженным, при котором результирующая радиальная нагрузка воспринимается последовательно окружностью её дорожки качения и передаётся её всей посадочной поверхности вала.

Наружное кольцо подшипника испытывает местное нагружение, при котором постоянная по направлению результирующая радиальная нагрузка воспринимается лишь ограниченным участком окружности дорожки качения и передаёт её соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности корпуса.

Класс точности подшипника качения для зубчатой передачи выбирается в зависимости от степени точности зубчатой передачи по таблице 13.6 [3]. Степень точности зубчатой передачи 8, тогда класс точности подшипника будет 0.

Так как в соединении вращается вал, то внутренне кольцо подшипника является циркуляционно нагруженным, наружное кольцо соединяется с неподвижным корпусом и испытывает местное нагружение, следовательно, внутреннее кольцо должно соединятся с валом по посадке с небольшим зазором.

Посадку внутреннего кольца подшипника на вал определяется по интенсивности радиальной нагрузки по выражению:

, (8.4)

где - радиальная нагрузка на опору, Н

- динамический коэффициент посадки, при умеренных нагрузках =1

- коэффициент учитывающий степень ослабления натяга, при сплошном вале =1

- коэффициент учитывающий тип подшипника, для однорядных не сдвоенных подшипников =1

В – ширина кольца подшипника, мм

R – радиус фаски кольца, мм

Н

По расчётному значению и номинальному диаметру d=80 устанавливаем поле допуска вала js6 (таблица 13.7 [3]).

Поле допуска для отверстия в корпус определяется в зависимости от диаметра D=140 мм, характера нагрузки и конструкции корпуса Н7 (таблица 3.9 [2]).

Квалитет точности для отверстия и вала устанавливается в зависимости от класса точности подшипника, при шестом и нулевом классе точности вал обрабатывается по шестому, отверстие по седьмому квалитету точности.

Ø

Ø

Предельные отклонения для колец подшипников определяется по ГОСТ 520-89.

Ø

Ø

таким образом посадка по внутреннему кольцу подшипника:

Ø

По наружному кольцу:

Ø

Посадки остальных подшипников определяются аналогично.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При выполнении курсового проекта по “Деталям машин” были закреплены знания, полученные за прошедший период обучения в таких дисциплинах как: теоретическая механика, сопротивление материалов, материаловеденье.

Целью данного проекта является проектирование привода конвейера, который состоит как из стандартных (двигатель, муфта, болты, звёздочка, подшипники и т.д.) деталей, так и из деталей форма и размеры которых определяются на основе конструктивных, технологических, экономических и других нормативов (корпус и крышка редуктора, валы и др.).

В ходе решения поставленной задачи, была основана методика выбора элементов привода, получены навыки проектирования, позволяющие обеспечить необходимый технический уровень, надёжность и долгий срок службы механизма.

Опыт и навыки, полученные в ходе выполнения курсового проекта, будут востребованы при выполнении как курсовых проектов по специальным дисциплинам, так и при выполнении дипломного проекта.