Розрахунок та вибір посадок для підшипників ковзання

ВСТУП

 

 

В умовах ринкової економіки  при постійному підвищенні технічного рівня та якості продукції, тісному  співробітництву різних підприємств  та інших галузей,  важливе місце  займає стандартизація, як система, що має на меті полегшення та підвищення продуктивності правці і якості продукції.

Стандартизація  виготовлення деталей є обов’язковою умовою  їх конкурентоздатності як на внутрішньому, так і на зовнішньому ринку.  Тому підготовка сучасного інженера включає в себе освоєння питань зв’язаних із стандартизацією, взаємозамінністю і технічними вимірюваннями.

Якщо метою  дисципліни є здобуття теоретичних  знань і практичних навичок використання та додержання вимог комплексних  систем загально технічних стандартів, виконання точних розрахунків з  вибору посадок типових спряжень, антологічного забезпечення і ремонту сільськогосподарської техніки, то метою курсової роботи є систематизація отриманих знань та використання практичних навичок.

 

 

 

 

 

 

 

Задача №1

Розрахунок  та вибір посадок для підшипників  ковзання

Вихідні дані:

 

1. Діаметр з’єднання d_н= 85 мм = 0,85 м.

2. Довжина з’єднання  l = 85 мм = 0,85 м.

3. Частота  обертання вала n = 250 об/хв.

4. Марка масла : Турбінне 30.

5. Навантаження R = 9 кН

6. Шорсткість поверхні : втулки R_ZD= 2.5 мкм

                  вала  R_zd = 0.5 мкм

 

Розв’язання

 

 

1. Визначимо значення оптимального зазору:

 

S

= 2

hS =

ω = = =26.16 c - кутова швидкість;

η = - абсолютна в’язкість оливи при роботі;

ρ = = = - середній питомий тиск в підшипнику;

hS = =295 мкм .

S = 2 = 34.2мкм

 

 

2. Визначаємо величину розрахункового  зазору враховуючи шорсткість  поверхонь:

 

S

= S - ; =2

S =34.2-2(2,5+0,5) 28.2 мкм

3. Вибираємо посадку  з умови:

 

 

S

S

Призначаємо посадку:

 

S = EI – es = 0,012 мкм

S = ES – ei =0,036 мкм

S = =0,024мкм

Умова виконується 0,024 0,028

 

 

4. Перевіряємо вибір посадки

h [h ] ; де  [h ] – допустиме мінімальне

[h ] = = = 7.02мкм

h = R + R = 2.5 + 0.5 = 3 мкм

Умова виконується  3 < 7.02

 

 

5. Визначаємо коефіцієнт запасу міцності

K

= ;  K

S = = = 97.5 мкм

TS = S - S = 36 – 12 = 24 мкм

K = = 3.6

Умова виконується 3.6 > 2

 

 

6. Визначаємо кінцеві розміри деталі та параметри спряження

Ø 85

6.1 Отвір : D = d + ES = 85 + 0,022 = 85,022 мм

                    D = d + EI = 85 + 0 = 85 мм

           TD =D - D =85,022 – 85 = 0,022 мм

Вал: d = d + es = 85+ (– 0,012) = 84,988 мм

         d = d + ei =85+ (– 0,034) = 84,966 мм

Td = d - d = 84,988 – 84,966 = 0,022 мм

 

6.2 Посадка S = EI – es = 0,012 мкм

                      S = ES – ei = 0,036 мкм

                      S = = 0,024 мкм

            TN = S - S = 0,024 мкм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_{Задача № 2}

 

Розрахунок та вибір посадок з натягом

 

^{Вихідні дані:}

 

1. Номінальний діаметр сполучення d_н = 55 мм

^{2.Зовнішній діаметр втулки D = 80 мм}

^{3. Довжина з’єднання l = 65 мм}

^{4. Крутний момент  М = 165 Нм}

^{5. Матеріал деталей  з’єднання:}

^{Валу – Сталь  35, Ed=1.96∙1011}

^{Μd= 0.3; f=0.1;}

^{Втулки  –Бронза Бр.АНЖ -11-6-6, ED=0.84∙1011}

^{MD= 0.35;}            

^{6. Шорсткість поверхонь}

^{Вала - R = 10 мкм}

^{Отвору - R = 6.3 мкм}

 

Розв’язання

1.Визначаємо мінімальний розрахунковий натяг по формулі Ляме:

 

N

= (2 M /Π +dн ∙l∙f)∙((C /ED)+(C /Ed))

f - коефіцієнт тертя сталь - бронза: f = 0.1

C = (1+ (d /D) )/ (1-(d /D) ) + MD;

C = (1+ (d /d ) )/ (1-(d /d ) ) + Md;

Md, MD - коефіцієнт Пуасонна.

C = (1+ ( ) ) / (1-( ) ) + 0.35=3.14;

C =1- Md= 1- 0.3=0.7 (при d =0)

N = ((2∙165) / (3,14∙0,055∙0,08∙0,1)) ∙(( )+( )) = 10 мкм

 

2. Визначаємо значення мінімального розрахункового натягу з урахуванням шорсткості поверхонь  деталей з’єднань:

N

= N + k(R +R ); k=1.2-коеф. запасу

N = 10+ 1.2(10+6.3)=27 мкм

 

3.Вибираємо посадку. Приймаємо  с-му основного отвору виходячи  з екон. доцільності та умови:

N N

N - мінімальний натяг за стандартом.

Ø 60

N = ei – ES = 0.087 - 0.046=0.041 мм

N = es – EI = 0.133 – 0 = 0.133 мм

Вибираємо вид кінцевої обробки: для отвору R = 10 мкм

R = 10 мкм

 

4. Знаходимо найбільший тиск, який може виникнути після заправки, при використанні даної посадки

Ø 60

P

= (N - 1.2(R +R )/ (d (C / ED) + (C /Ed))

P = (72-1.2(10+10)∙10 )/ (0.06( ) + ( ) =32∙10 Па

 

5. Перевірити деталі на міцність  за найбільшими дотичними напруженнями:

σ

σ

Визначаю  найбільше нормальне кутове напруження на внутрішнє навантаження отвору:

σ

= (1+ (d /D) )/(1-(d /D) )∙P ;

σ =(1+( ) )/(1-( ) )∙ 32∙10 = 66.2∙10 Па

σ - границя текучості .

σ = 300∙10 Па

66.2∙10 Па < 300∙10 Па

Умова виконується.

 

6.Встановлюємо кінцеві розміри  деталей спряження:

Ø 60

 

Отвір - D = d + ES = 60 + 0.046 = 60.046 мм

             D = d + EI = 60 мм

  ITD= D - D =60.046 – 60 = 0.046 мм

 

 

Вал - d = d + es = 60 + 0.133 = 60.133 мм

        d = d + ei = 60 + 0.087 = 60.087 мм

ITd= d - d = 60.133 – 60.087 = 0.046 мм

 

Посадка  N = d - D = 60,133-60=0,133 мм

                N = d - D = 60,087-60,046= 0,041 мм

     ITN = N - N = 0.133 – 0.041 = 0.092 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача №3

 

Розрахунок та вибір  посадок перехідного характеру  по граничному значенню зазору (S

) та розрахунковій ймовірності забезпечення зазору – натягу

 

^{Вихідні дані}

1. d_н=28 мм;
2. S =0,005 мм;
3. R =0,8 мкм;
4. R =0,8 мкм;

 

Розв’язання

1. Приймаємо посадку:

Ø28

N = ei – ES=0,008 - 0,013 = -0,005 мм S = - N =0,005 мм

N = es – EI =0,021 - 0 = 0,021 мм

 

N =(N + N ) / 2= (-0,005 + 0,021) / 2= 0,008 мм;

 

2. Будуємо схеми посадок і визначаємо основні параметри:

Отвір : D = d + ES= 28+0,013 = 28,013 мм;

            D = d + EI = 28 + 0 = 28 мм;

 ITD = D - D =28,013 - 28 = 0,013 мм;

 

Вал :  d = d + es = 28 + 0,021=28,021 мм;

           d = d + ei = 28 + 0,008= 28,008 мм;

 ITd = d - d =28,021-95,008 = 0,013 мм;

 

3. Визначаємо значення  середнього квадратичного відхилення натягу:

σ = = = 3,06 мкм;

 

4. Визначаємо границі інтегрування при N =0

    η = N / σ =8/3.06=2.6

 

5. За значенням η , знаходимо значення  функції:

  

   Ф(2.6)= 0,4690

 

6.Знаходимо ймовірність  одержання натягу та зазору:

 

Натяг: P` = 0.5 + Ф(η), при η > 0;

            P` = 0.5 + 0.4690 = 0,9690;

 

Зазор  P` =0,5 - Ф(η), при η > 0;

           P` =0,5 -0,4690 = 0,0310;

 

P =100 P` =99,9% - ймовірність з’єднання з натягом;

P =100 P` =0,1% - ймовірність з’єднання із зазором.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача №4

 

Розрахунок  та вибір посадок для деталей  з’єднаних з підшипником кочення.

1. Підшипник 309

2. № рис. 14

3. № позиції 6,7

4. Радіальне навантаження R= 32.5 кН

5. Режим роботи – “В”

6. Внутр. d=45 мм

7. Зовн. D= 100 мм

8. Шир. підв. В= 25 мм

9. Радіус кромки r =2.5 мм

Розв’язання

 

1.Приймаємо посадку для зовнішнього кільця підшипника :

P

=(R/ ((B-2r)* 10 ))*K *K *K

K - дин. коеф. посадки:   K =1.

K = 1.8 – коеф. враховуючий степінь послаблення посадок натягу.

K - коеф. розподілення =1

P =(32.5/ (25-2*2.5)*10 ))*1*1.8*1=5040 кН/м;

 

2. Залежно від радіального навантаження призначаємо посадку для зовнішнього кільця підшипника:

Ø 100

 

Посадки з зазором  в системі отвору.

                D = d + ES = 100+0,022 = 100,022 мм

               D = d + EI =100+ 0 = 100 мм

 

      ITD= D - D = 100,022 - 100 = 0,022 мм

        

                d = d + es = 100 +0 =100 мм

                d = d + ei = 100 +(- 0,025) = 99,975 мм

      ITd = d - d = 100 – 99,975 = 0,025 мм

 

Посадка: S = EI – es = 0 мкм

                S = ES – ei = 47 мкм

                S = =23.5 мкм

     TN = S - S = 47 мкм

 

3. Призначаємо посадку для внутрішнього кільця підшипника:

Ø 45

 

4. Визначаємо граничні розміри деталей з’єднань :

                 D = d + ES =45 + 0,025 =45 мм

                 D = d + EI =45-0,020 = 44,980 мм

       ITD= D - D = 0,020 мм

 

                 d = d + es = 45 + 0,033 = 45,033 мм

                 d = d + ei = 45 + 0,017 = 45,017 мм

       ITd = d - d = 45,033 - 45,017=0,016 мм

 

 

Посадка : N = es – EI =0,033 + 0,020 = 0,053 мм

                 N = ei – ES = 0,017 - 0= 0,017 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача № 6

 

 

Вибір та призначення посадок для шліцьових  зєднань.

 

Вихідні дані:

 

Позиції на кресленні: 8 – шліцеве зєднання.

 

Розв’язання

 

1. Призначаємо прямобічне шліцьове зєднання. Відносне центрування проводимо по внутрішньому d діаметру і по бокових поверхнях шліца b.

                                               d-6×28 ×34 ×7

 

 

Елементи шліцевого зєднання	Номір розміру	Поле допуску	Межі граничних  відхилень		Граничні  розміри, мм		Допуск розміра
			ES(es)	EI(ei)	max	min
1.Центруючі  елементи Отвір	28	H7	+0,021	0	28,021	28	0,021
Вал	28	f8	-0,020	-0,053	27,98	27,947	0,033
Ширина впадин отвору	7	D9	0,117	0,065	7,117	7,065	0,052
Товщина шліців вала	7	h9	0	-0,052	7,00	6,948	0,052
1.Нецентруючі  елементи Отвір	34	H12	0,210	0	34,210	34	0,210
Вал	34	a11	-0,300	-0,430	33,70	33,57	0,130