Расчет и выбор посадок гладких цилиндрических соединений

Для этого определяем поправки U1, U2, U3:

мм;

Температура рабочего пространства при сборке тсб = 18ºC; рабочая температура деталей tD = 20ºC, td = 20ºC.

мм;

При /D = 45/60=0,75; D1/d = 0,333; U3 = 0,9 [2].

Тогда

мм;

мм;

- Определяем допуск натяга :

TNF = 0,085-0,007=0,078мм.

Приняв Td = TD, получаем:

мм.

Стандартную посадку можно назначить, так как допуски Td и TD достаточно велики для выбора посадки из числа рекомендуемых в квалитетах 6 – 9.

- Выбираем по ГОСТ 25347-82 посадку, для которой выполняются условия - прочности соединения, определяем неравенством:

;

- прочности деталей соединения, определяем неравенством

;

= 0,007мм; =0,085мм.

Этим условиям удовлетворяет посадка 60H7/s7, у которой

= 0,023мм, = 0,083мм (рис. 4.).

- Проверяем надежность соединения, которая осуществляется по зависимости:

,

Nзэ =0,023 – 0,007 = 0,016мм.

Соединение считаем надежным, так как

Nзэ = 0,016 0,2 · TNF =0,2 (0,085 – 0,007) = 0,015мм.

- Определяем запас прочности на сборку:

Nзс = 0,085 – 0,078 = 0,002мм.

Находим температуру охлаждения вала:

где Sсб, мм – минимальный необходимый зазор при сборке (часто Sсб принимают равным Smin в посадках H/g в нашем случае Sсб=0,012мм).

Тогда:

- Выбираем способ охлаждения вала – в аммиачном рефрижераторе, обеспечивающий tохл = -120ºC.

Рис. 5. Схема полей допусков посадки с натягом 60H7/s6

1.3         Расчет и выбор посадок подшипника качения

Подшипник роликовый радиально-упорный, №6-7211 испытывает радиальную нагрузку Fr=3,6 кН и осевую нагрузку Fa=0,4 кН. Подшипник установлен в опоре вала редуктора, поэтому внутреннее кольцо подшипника вращается.

Необходимо выбрать посадки подшипника на вал и в корпус, а также определить требования к точности поверхностей вала и корпуса, сопрягаемых с этим подшипником.

- Определяем  геометрические параметры подшипника №6-7211: d = 55мм, D = 100мм, В = 21мм.

- Определяем предельные отклонения средних диаметров dm , Dm [3]:

dm = ; Dm =.

- Определяем вид нагружения внутреннего и наружного колец подшипника. Так как подшипник установлен в опоре вала редуктора, поэтому внутреннее кольцо подшипника вращается, при этом нагрузка, действующая на подшипниковый узел, постоянна по величине и направлению, то внутреннее кольцо  испытывает циркуляционную нагрузку. Наружное кольцо подшипника установлено в неподвижном корпусе и испытывает местную нагрузку [2].

- Определяем интенсивность нагружения подшипникового узла Р/С, для чего по зависимости (16) определяем динамическую эквивалентную нагрузку P. Так как внутреннее кольцо подшипника не вращается, а осевая нагрузка           Fa = 0,4 кН, то:

Р = Рr = X ∙ V ∙ Fr + Y ∙ Fa  = 1 ∙ 1,2 ∙ 3600 + 0 ∙400 = 4320 Н.

Динамическая грузоподъемность подшипника №6-7211 С = 57900 Н. Тогда

.

- Определяем режим работы подшипникового узла. При Р/С = 0,075 режим работы – нормальный.

- Выбираем посадку подшипника на вал. При циркуляционном нагружении внутреннего кольца подшипника с диаметром отверстия d = 55мм и нормальном режиме работы – это посадка 55L6/k6.

- Выбираем посадку подшипника в корпус. При местном нагружении наружного кольца подшипника и нормальном режиме работы – это посадка 100Js7/l6.

- Строим схему полей допусков посадок подшипника на вал (рис. 6) и в корпус (рис. 7).

Рис.6. Схема полей допусков посадок подшипника на вал

Рис.7. Схема полей допусков посадок подшипника в корпус

- Устанавливаем требования к точности поверхностей вала и отверстия корпуса, сопрягаемых с подшипником.

Точность размеров этих поверхностей определена назначенными посадками: вал – 55k6, отверстие – 100Js7.

Точность взаимного расположения поверхностей вала и корпуса характеризуют допуски торцового биения заплечиков относительно базовых осей: для вала – 0,019мм, для корпуса – 0,035мм.

Точность формы цилиндрических поверхностей вала и корпуса определяют допуски круглости и профиля продольного сечения: для вала – 0,005 мм, для отверстия – 0,009 мм. Точность формы торцовых поверхностей, а именно допуск плоскостности этих поверхностей, задана косвенно допуском торцового биения (см. выше).

2.                  ВЫБОР универсального СРЕДСТВа ИЗМЕРЕНИЯ

Необходимо выбрать универсальное измерительное средство для измерения наружного диаметра 155d10фланцевой крышки 7, с допуском размера IT=0,160мм.

- Определяем по квалитету и номинальному размеру находим допускаемые погрешности измерения в мм. Для наружного диаметра крышки, 10 степени точности погрешность измерения должна быть равна δ= 0,040мм.

Выбираем такой измерительный инструмент или прибор, погрешность измерения которого не превышает допустимую для данного диаметра и допуска погрешность δ. При этом учтем, чтобы диапазон измерения прибора позволил выполнить измерения заданного диаметра, а диапазон показаний прибора – отсчитать любое отклонение размера в пределах его допуска.

Для данной крышки с наружным диаметром 155d10, с допуском 0,160мм и погрешностью 0,040мм, можно использовать микрометр МРИ 200-0,01,     ГОСТ 4381-80. Метрологическая характеристика прибора приведена в табл. 2.

2. Метрологическая характеристика микрометра

3.                  Зависимый допуск расположения поверхностей

Зависимым допуском называется допуск расположения, числовое значение которого переменно для различных деталей, изготовленных по данному чертежу, и зависит от действительных размеров нормируемого и базового элементов. Полное значение зависимого допуска расположения для детали:

Тм=Тmin + Тдоп,

где Тmin - минимальное значение допуска, указываемое на чертеже,

Тдоп – дополнительное значение допуска, зависящее от действительного размера отверстия.

Найдем  дополнительные значения допусков:

Тmin=0,025;

Тдоп=Dдейств – Dmin.

Максимальный и минимальный допуски элемента детали – паза:

;

.

Полное значение зависимого допуска:

Тм = 0,025+0,022=0,047 мм.

3. Значения зависимого позиционного допуска, мм

4. ВЫБОР ДОПУСКОВ И ПОСАДОК СЛОЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

4.1         Выбор посадок для шпоночного соединения

Исходные данные:

- диаметр вала d=42мм;

- конструкция шпонки – призматическая, исполнение 1;

- характер соединения – нормальное.

Выбор посадок: выбираем геометрические параметры соединения вала с втулкой с помощью шпоночного соединения для заданного диаметра вала 105 мм согласно ГОСТ 23360-78.

- ширина сечения шпонки b =12мм;

- высота сечения шпонки h = 8мм,

Назначаем посадки для диаметра 42мм и на шпоночное соединение с учетом характера соединения, нормальное. Находим предельные  отклонения:  шпонка и паз на валу - 12; шпонка и паз во втулке - 12; 42 значения сведем в таблице 4.

4. Параметры шпоночного соединения.