Расчет деформаций сопрягаемых деталей

2.3 Расчет деформаций сопрягаемых деталей.

При расчете посадок с натягом, после выбора посадки по стандарту, в необходимых случаях производят расчет деформаций сопрягаемых деталей.

Расчет деформаций деталей выполняют в тех случаях, когда эти деформации могут повлиять на работу других деталей механизма, например, деформация кольца подшипника качения может привести к заклиниванию тел качения. В наших условиях деформация вала не влияет на работу других деталей.

Величину деформации шкива определим по формуле:

; (2.1)

где - удельное давление при максимальном натяге выбранной посадки;

(2.2)

 

2.4 Расчет усилия запрессовки деталей.

Усилие запрессовки при сборке посадки с натягом определяется для того, чтобы выбрать оборудование и оснастку.

Рассчитаем необходимое усилие  при запрессовки собираемых деталей:

; (2.3)

где - коэффициент трения при запрессовки; =(1,5-1,2)f =1,4=0,21

3. Выбор посадок шлицевых соединений.

 

Посадки шлицевых соединений с прямобочным профилем ГОСТ 1139-84 строятся в системе отверстия. Они осуществляются по центрирующей поверхности и по боковым поверхностям впадин втулки и зубьев вала, т.е. по D и b. или по d и b. или только по b. Допуски на элементы шлицевого соединения являются комплексными. Они включают в себя погрешность размера элемента и погрешность взаимного расположения и формы этого элемента.

Для обеспечения собираемости шлицевых деталей предусматривается гарантированный боковой зазор между боковыми сторонами зубьев и впадин, а также между нецентрируемыми поверхностями. Эти зазоры компенсируют погрешность профиля и расположение шлицев вала и втулки.

 

8*36*42

b=7

d1=33.5

a=1.02

 

Выбираем центрирование по наружному диаметру D как наиболее технологичное. Нагрузка спокойная, соединение неподвижное.

Исходя из данных условий выбираем по ГОСТ 1139-84 посадку для шлицевого соединения:

Ǿ42

Выбираю шлицевое соединение: D-8*36*42H7/h8*7F8/h7

По ГОСТ 25347-82 определим предельное отклонение размеров:

Отверстие 42H7:

IT=22мкм; EI=0; ES=+22мкм;

Вал Ǿ42h8:

IT8=39мкм; es=0; ei=-39мкм

Ширина впадин отверстия: 7F8:

EI=0;  IT=22 мкм;  ES=+22мкм

Толщина зубьев вала: 7h7:

ei-=-22мкм; es=0; IT=22мкм

4.Расчет и выбор посадок колец подшипника качения.

4.1 Характеристика подшипников качения.

Подшипники качения являются наиболее распространенными стандартными узлами, изготовляемые на специализированных заводах. Они обладают полной внешней взаимозаменяемостью по присоединительным размерам, т.е. по наружному диаметру D наружного кольца и внутреннему диаметру d внутреннего кольца. Полная взаимозаменяемость по присоединительным поверхностям позволяет быстро монтировать и заменять изношенные подшипники качения.

По роду тел качения подшипники делятся на шариковые, роликовые и игольчатые, по виду воспринимаемой нагрузки они бывают радиальными, осевыми (упорные) и радиально-упорными, по величине воспринимаемой нагрузки делятся на пять серий: тяжелую, среднюю, легкую, особо легкую и сверхлегкую.

4.2 Расчет и выбор посадок колец подшипника качения.

По заданию выбрать посадки колец подшипника качения №209, класс точности 5, работающего в условиях спокойной нагрузки и радиальной нагрузке R=3,0 кН.

1.   По стандарту ГОСТ520-89 определим основные размеры подшипника №109:

d=45мм; D=85мм; В=20мм; r=2,0мм

2.   Определим виды нагружения колец подшипника:

а) внутреннее кольцо d=45мм имеет циркуляционное нагружение, т.к. в данной конструкции механизма оно является подвижным;

б) наружное кольцо D= 85мм имеет местное нагружение, т.к. в данной конструкции механизма оно является неподвижным;

3.   Определим интенсивность нагружения наружного кольца и выберем посадку наружного кольца подшипника:

; (4.1)

где R- радиальная нагрузка;

 b=В-2r=20-2*2=16мм - рабочая длина посадочного места внутреннего кольца на вал.

 K=1 – динамический коэффициент посадки. (при перегрузке до 150%, умеренных толчках и вибрации)

 F=1– коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе. (вал сплошной)

 F=1 – коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки

 н/мм

Вычисленному значению  соответствует посадка 85 G6;

EI=-10мкм; ES=15мкм; IT6=15мкм

4. Выберем посадку для циркуляционно-нагруженного кольца подшипника качения d=45мм. При спокойной нагрузке и неразъемном корпусе необходимо выбрать посадку:

45 К5 :

es=+3мкм; ei=-9мкм; IT5=16мкм

5. Выбор посадки для гладкого цилиндрического сопряжения и расчет калибров.

5.1 Выбор посадки для сопряжения «ось – распорная втулка»

Для сопряжения (пункт «б») ось – распорная втулка выберем посадку 45;

Обоснованием для этого является:

а) распорная втулка предназначена для ограничения смещения в осевом направлении внутренних колец подшипников качения и во время работы относительно оси неподвижна, а поэтому принят низкий, 11-й квалитет.

б) при сборке (разборке) подшипникового узла распорная втулка должна надеваться на ось свободно, поэтому принята посадка с большим зазорам.

в) при выборе такой посадки ось будет иметь уменьшение диаметра между посадочными местами подшипников качения, что облегчит сборку подшипникового узла.