Розрахунок та вибір посадок гладких циліндричних з'єднань

2.3 Розрахунок та вибір посадок гладких циліндричних з'єднань

Умова:

Підібрати стандартну посадку з натягом для слідуючих умов

М_кр. = 360 Н×м; d_n = 30 мм; D₂ = 62 мм; l = 16 мм;

Матеріал втулки і вала - сталь 45; f = 0,085

Шорсткість вала R_ZD = 10 мкм, R_Zd = 6,3 мкм.

Розв’язок.

1.         Визначаємо найменший натяг за формулою:

N_min = P_min × d_n (  + );

P_min =

CD =  

Cd =

Cd = 1 - 0,3 = 0,7 ( при d₁ = 0 )

ED = Ed = 2,1 × 10 ¹¹

Тоді: N_min = 0,01 × 10 ⁶ × 0,03  0,7 × 10 ^-6

2.         Визначаємо розрахунковий натяг за формулою:

N_розр. = N_min + k ( R_ZD + R_Zd ) = 78 + 1,2 ( 10 + 6,3 ) = 20,26 мкм. , де

k = 0,6

3.         Стандартна посадка, яка за ГОСТ 253 - 82 задовольняє умову:

 N_min ³ N_розр. , буде Æ 30 , у якої N_{min ст.} = 22; N_{max ст.} = 44

тобто 22> 20,26 мкм.

Перевірка на міцність:

а) найбільший питомий тиск для посадки Æ 30  

P_max =

б) найбільше напруження у втулці:

в) умова міцності втулки дотримується:

 £  ; тобто 93,75 × 10 ⁶ £ 340 × 10 ⁶

4.         Визначаєм відхилення вибраної посадки:

Æ 30  Æ 30  Æ 30

ES = 0,013 мм. es = 0,044 мм.

EI = 0 мм. ei = 0,035 мм.

Найбільший розмір отвору:

D_max = D_n + ES = 30 + 0,013 = 30,013 мм.

Найменший розмір отвору:

D_min = D_n + EI = 30 + 0 = 30 мм.

Найбільший розмір вала:

d_max = d_n + es = 30 + 0,044 = 30,044 мм.

Найменший розмір вала:

d_min = d_n + ei = 30 + 0,035 = 30,035 мм.

Допуск розмірів отвору і вала:

ITD = D_max - D_min = 30,013 - 30 = 0,013 мм.

або

ITD = ES - EI = 0,013 - 0 = 0,013 мм.

ITd = d_max - d_min = 30,044 - 30,035 = 0,009 мм.

або

ITd = es - ei = 0,044 - 0,035 = 0,009 мм.

Утворена посадка являється посадкою з натягом.

Розраховуємо максимальний і мінімальний натяг і допуск посадки:

N_max = d_max - D_min = 30,044 - 30 = 0,044 мм

або

N_max = es - EI. = 0,044 - 0 = 0,044 мм.

N_min = d_min - D_max = 30,035 - 30,013 = 0,022 мм.

або

N_min = ei - ES = 0,035 - 0,013 = 0,022 мм.

ITN = N_max - N_min = 0,044 - 0,022 = 0,022 мм.

Або

ITN = ITD + ITd = 0,013 + 0,009 = 0,022 мм.

2.4 Розрахунок і вибір посадок підшипників кочення

Умова:

Дано підшипник № 36203, клас точності 6; навантаження радіальне з ударами R = 2,8 кН, вал обертається, корпус масивний.

Розв’язок:

1. Даємо характеристику з’єднання: з’єднання являє собою вал - внутрішнє кільце підшипника; зовнішнє кільце підшипника - корпус. Геометричні параметри підшипника № 36203 визначаємо з таблиць довідників:

d = 17 мм; D = 40 мм; В = 12 мм.

В даному випадку циркуляційно навантаженим являється внутрішнє кільце

d = 17 мм, тому, що вал обертається, а значить зовнішнє кільце являється місцево навантаженим.

Отже, визначаємо інтенсивність навантаження:

P_R = × K_n × F × F_A = × 1,8 × 1 × 1 = 420 кН/м.

K_n = 1,8 - динамічний коофіцієнт посадки ( 1,8 тому, що навантаження з ударами ).

F = 1 , тому, що корпус масивний.

F_A = 1 , тому, що підшипник однорядний.

2. По таблиці знаходимо, що допустимому значенню інтенсивності радіального навантаження Р_R = 420 кН/м - відповідає для d = 17 мм., поле допуску k6, тобто

Æ 17 k6 - для вала, а так як внутрішнє кільце в з’єднанні йде як отвір, то поле допуску позначається L6 , тобто для внутрішнього кільця Æ 17 L6.

Відповідно для отвору в корпусі поле допуску позначається як Æ 40 Н7, а так як зовнішнє кільце підшипника в з’єднанні йде як вал, то поле допуску позначається Æ 40 l6.

Отже, маємо посадку підшипника в з’єднанні:

L6 - 17  - 40  

3. Визначаємо відхилення розмірів всіх спряжених деталей. Відхилення розмірів кілець підшипників визначаємо по спеціальній таблиці: для Æ 17 L6, ES = 0 мм; EI = - 0,007 мм; тобто Æ 17 L6 ( ).

Відхилення розмірів вала визначаємо по таблицях для гладких циліндричних з’єднань: для Æ 17 k6, es = 0,012 мм; ei = 0,001 мм.

Відповідно для Æ 40 Н7, ES = 0,025 мм; EI = 0 мм,

Відповідно для Æ 40 l6, ES = 0 мм; EI = - 0,009 мм,

тобто Æ 40 l6

4.         Визначаємо значення натягу для внутрішнього кільця і значення зазору для зовнішнього кільця:

N_max = es - EI = 0,012 - ( - 0,007 ) = 0,019 мм.

N_min = ei - ES = 0,001 - 0 = 0,001 мм.

ITN = N_max - N_min = 0,019 - 0,001 = 0,018 мм.

S_max = ES - ei = 0,025 - ( - 0,009 ) = 0,034 мм.

S_min = EI - es = 0 - 0 = 0 мм.

ITS = S_max - S_min = 0,034 - 0 = 0,034 мм.