Учебное пособие: Взаємозамінність, стандартизація та технічні вимірювання

Тобто проводиться селективне складання, наприклад: H7/g6

Для збільшення точності і однорідності з’єднання деталі сортують на групи з більше вузькими допусками і складання ведуть за цими групами. Цим методом збирають двигуни внутрішнього згоряння, за цим методом працюють шарикопідшипникові заводи.

Додаткові витрати селективного складання окупаються високим cтупенем автоматизації і механізації виробництва.

Питання для самоперевірки:

1.  Яка одиниця вимірювання використовується для лінійних вимірювань?

2.  Яке відхилення називається основним?

3.  Скільки існує квалітетів? Наведіть приклад їх визначення?

4.  Наведіть приклади визначення полів допуску на кресленнях.

5.  Які причини викликають похибки?

6.  Назвіть види похибок.

7.  В чому сутність селективного складання?

Лекція №6

Тема: Розрахунок і добір основних відхилень та допусків розмірів рухомих з’єднань

6.1 Основні положення

Рис. 1

Найпоширенішим типом відповідальних з'єднань є підшипники ковзання, що працюють з мастилом. Потрібен мінімальний знос, що досягається при рідинному терті, коли поверхні цапфи і вкладеня підшипника повністю розділені шаром мастила (рис. 1) і тертя між металевими поверхнями замінюються внутрішнім тертям в змащувальній рідині.

Положення валу в стані рівноваги буде визначатиcь абсолютним ексцентриситетом з Δ=Д-d - діаметральний зазор. Якнайменша товщина шару мастила, що забезпечує рідинне тертя в з’єднанні:

,

де е – величина абсолютного ексцентриситету взаємного зміщення осей отвору та осі вкладення підшипнику:

Вводимо відносний ексцентриситет:

Тоді:

Одночасно із забезпеченням рідинного тертя необхідно, щоб підшипник володів необхідною несучою здатністю, радіальною силою R (навантаження, діюче на вал, реакція опори). З гідродинамічної теорії змащування:

деμ - коефіцієнт динамічної в'язкості змащувального мастила (Па∙с);

n - кількість обертів валу (об/хв);

ℓ - довжина з’єднання (втулка контактує з валом);

d - діаметр цапфи валу (мм);

СR - безрозмірний коефіцієнт навантаження підшипника, залежний від χ і l/d.

Схема розрахунку:

1. Визначити колову швидкість м/с:

2. Обчислити відносний зазор, мм:

3. Визначити діаметральний зазор, мм:

4. Прийнявши Δ за середній зазор, вибираємо стандартну посадку.

5. Розрахувати кутову швидкість ω=πn/30.

6. Визначити коефіцієнт навантаження підшипника:

7. По відношенню l/d і CR знайти відносний ексцентриситет χ (таблиця 1).

Таблиця 1

8. Обчислити якнайменшу товщину шару мастила , мкм:

9. Для визначення зазору, що забезпечує рідинне тертя, вибрати значення шорсткості поверхні деталей, що з’єднуються:

·  якщо 0<d<180 мм, то RZA = 6,3; RZB = 3,2;

·  якщо d>180 мм, то RZA = 10; RZB = 6,3.

10. Визначити запас надійності за товщиною шару мастила :

11. У випадку, якщо К<2, необхідно прийняти меншу висоту нерівностей (RZA; RZB) або змінити посадку і наново провести розрахунок.

12. Виконати схему розташування полів допусків і креслення з'єднання деталей (рис. 2).

6.2 Розгляд приклада рухомого циліндричного з’єднання

Розв’язання

Дано:

1. Визначити колову швидкість валу:

2. Визначити відносний зазор:

 де

3. Знаходимо діаметральний зазор:

мкм

4. Прийнявши  за середній зазор, вибираємо стандартну посадку: Æ280 Н8/е8

Рис. 2

Перевірка розрахунку.

1.  Визначаємо кутову швидкість валу:

2.  Знаходимо коефіцієнт навантаження підшипника ковзання:

3.  Визначаємо відносний ексцентриситет:

і за таблицею 1

4.  Найменша товщина шару мастила:

де D - середній зазор посадки.

5.  Визначення коефіцієнта надійності:

Питання для самоперевірки:

1.  Який порядок розрахунку рухомих з’єднань?

2.  Від яких факторів залежить найменша товщина шару мастила?

3.  Які параметри визначають під час розрахунку рухомих з’єднань?

4.  Який порядок вибору полів допусків і відхилень розмірів робочих поверхонь деталей у рухомих з’єднаннях?

5.  На чому базується скорочений метод розрахунку рухомих з’єднань?

6.  Що таке зазор?

7.  Чим характеризується зазор?

8.  Що таке граничні зазори і як вони визначаються?

9.  Що таке натяг і які умови його утворення?

10.  Які групи посадок існують? Для яких цілей застосовуються посадки кожної групи ?

11.  Як утворюються посадки в системі отвору?

12.  Як утворюються посадки в системі вала?

13.  Яка з систем посадок є переважною і чому?

14.  Як розташовано поле допуску основного отвору в системі отвору?

15.  Як розташовано поле допуску основного вала в системі вала?

16.  Як по взаємному розташуванню полів допусків отвору і вала при графічному зображенні посадки визначити характер з'єднань?

Лекція №7

Тема: Розрахунок і добір основних відхилень та допусків розмірів нерухомих з’єднань

7.1 Визначення натягів

Посадки з натягом призначені для отримання нерухомих з'єднань без додаткового кріплення деталей, хоча іноді використовують шпони, штифтові та інші засоби кріплення.

Відносна нерухомість деталей забезпечується силами зчеплення (тертя), що виникають на контактуючих поверхнях внаслідок їх деформації, створюваної натягом при складанні з'єднання.

Завдяки нерухомості і простоті конструкції деталей і складанні з'єднань ці посадки застосовують у всіх галузях машинобудування (втулки з валами, вкладиші підшипників ковзання з корпусами тощо).

Рис. 1 З’єднання вал-втулка

Тут d, d1, d2 - діаметри деталей, що з’єднуються (вал-втулка). Δ1 - деформація валу при запресовуванні, Δ2 - деформація втулки при запресовуванні, р - питомий тиск поверхонь, що з’єднуються, виникаючи під впливом натягу. Згідно задачі Ламе - визначення Δ і переміщень в товстостінних порожнистих циліндрах, відома залежність:

де Е1=Е2=0,206∙1012 Па – модулі пружності деталей, що з’єднуються, із сталі 40;

С1, С2 - коефіцієнти, що враховують геометричні розміри деталей, геометрію з’єднання і матеріал, з якого виготовлені деталі.

деμ1=μ2 ≈ 0,3 (для сталі) - коефіцієнти поперечної деформації Пуасона, μ= 0,25 (для чавуну).

Оскільки Δ=Δ1+Δ2 - це натяг (різниця між діаметром вала і внутрішнім діаметром втулки до складання), то:

Для заданих матеріалів і деталей, що з’єднуються, натяг залежить від тиску Рmin, який визначають з умови забезпечення нерухомості деталей, що з’єднуються, при експлуатації, тобто з умови міцності з'єднання:

а) при навантаженні осьовою силою Р - відносного зсуву деталей в з'єднанні не відбудеться, якщо розрахункове зусилля дорівнює або менше виникаючих на поверхні сил тертя:

де πdℓ - номінальна площа контакту, а фактична площа контакту залежить від натягу, властивостей матеріалів деталей та ін., що з’єднуються;

f – коефіцієнт тертя (зчеплення) при поздовжньому зсуві деталей.

б) при навантаженні з'єднання крутильним моментом ця умова має вигляд:

де f2 – коефіцієнт тертя (зчеплення) при відносному обертанні деталей.

c) при одночасному навантаженні з'єднання Мкр і зсовуючою силою Р розрахунок треба проводити за рівнодіючою:

де

деf - коефіцієнт тертя (зчеплення) в з'єднаннях з N залежать від матеріалу, шорсткості їх поверхонь, натягу, виду мастила, напрямки зсуву деталей і ін.

Практично беруть f = 0,085 (при складанні під пресом К=0,25) і f= 0,14 (при складанні з нагріванням охоплюючої деталі або охолоджуванням охоплюваної К= 0,4).

Значить, найменший розрахунковий натяг при осьовому навантаженні:

А при навантаженні крутильним моментом:

Необхідно також забезпечити міцність деталей, що з’єднуються. В цьому випадку розрахунок слід вести по найбільшому тиску Рдоп. Згідно з теорії найбільших дотичних напружень: умова міцності полягає у відсутності пластичної деформації на контактній поверхні втулки при:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9