Задание 1. Расчет посадки для подвижного соединения и выбор универсальных средств измерения
Исходные данные
Исходные данные для решения задачи выбора стандартной посадки подвижного соединения:
- номинальный размер соединения – D = 45 мм;
- длина сопряжения – L = 74 мм;
- марка смазочного масла – Индустриальное 40;
- угловая скорость – ω = 100 рад/с;
- среднее удельное давление в соединении – Па;
-условия эксплуатации соединения – высокие скорости относительно перемещений.
1.1 Определение числового значения величины (h.S) -соотношения между толщиной масляного слоя в месте наибольшего сближения поверхностей вала и втулки при у становившемся режиме работы соединения (h) и зазора (S) между валом и поверхностью отверстия охватывающей детали соединения в состоянии покоя.
,
где d – номинальный диаметр соединения, м;
l – длина сопряжения, м;
- угловая скорость, рад/с;
- абсолютная вязкость смазочного масла, Пас;
q – среднее удельное давление, Па.
.
1.2 Вычисление наивыгоднейшего зазора, обеспечивающего минимальное значение коэффициента трения при работе соединения.
,
.
1.3 Предварительный выбор стандартной посадки заданного соединения. Условие выбора посадки:
,
где- величина среднего зазора, соответствующего выбранной стандартной посадке, определяемого по формуле:
,
где ,- соответственно наибольший и наименьший предельные зазоры, обеспечиваемые выбранной стандартной посадкой.
Выбираем посадку [2. с 15]
,
,
.
1.4 Определение величины допусков вала (Тd) и отверстия (TD) в соответствии с выбранной посадкой. [2, с 4].
,
.
1.5 Расчет параметров шероховатости сопрягаемых поверхностей соединения.
1.5.1 Определение степени относительной геометрической точности соединения с учетом условий эксплуатации.
Степень относительной геометрической точности – повышенная [1, приложение Б].
1.5.2 Выбор формулы для расчета параметров шероховатости в соответствии со степенью относительной геометрической точности соединения.
- для повышенной степени точности [1,приложение В].
1.5.3 Вычисление параметров шероховатости: RaD и Rad -соответственно поверхностей отверстия и вала, мкм.
,
.
1.5.4 Выбор стандартных значений параметров шероховатости в соответствии с предпочтительным разрядом.
Принимаем:
, ,
, . [1,приложение Г].
1.6 Определение величины расчетного зазора по формуле:
где и- высота микронеровностей соответственно поверхностей отверстия и вала.
.
1.7 Окончательный выбор стандартной посадки.
Условие выбора:
–условие выполняется, следовательно, посадка выбрана, верно.
1.8 Проверка оптимальности выбранной посадки соединения. Посадка считается выбранной оптимально, если в соединении обеспечивается отсутствие сухого трения. Сухое трение отсутствует, если выполняется условие:
где - коэффициент запаса надежности по толщине масляного
слоя
RZD и Rzd - соответственно высота микронеровностей поверхностей отверстия и вала. Их числовые значения определяются в соответствии со значениями RaD и Rad по таблице приложения Г.
- добавка учитывающая наличие металлических включений в масле, отклонение величины нагрузки, скорости, изменение температурного режима, рекомендуется принимать=(2... 5) мкм;
- минимальная толщина масляного слоя при установившемся режиме эксплуатации соединения.
Величина определяется по формуле (числовые значения параметров - в мкм):
где - наибольший предельный зазор, обеспечиваемый выбранной стандартной посадкой, мкм.
,
,
–условие выполняется, следовательно, посадка выбрана, верно.
1.9 Таблица 1.1 – точностные характеристики размеров сопрягаемых поверхностей соединения.
Обозначение размера |
Номинальный размер, мм |
Поле допуска |
Величина допуска |
Предельные отклонения размера, мм |
Предельные размеры, мм | ||
|
| ||||||
45 |
0,069 |
- 0,05 |
- 0,119 |
44,95 |
44,981 | ||
45 |
0,039 |
+ 0,039 |
0 |
45,039 |
45 |
,
,
.
1.10 Определение точностных характеристик посадки соединения.
1.10.1 Величины предельных зазоров определяются по таблицам ЕСДП (Единой системы допусков и посадок):
,
,
,
.
1.10.2 Величины вероятностных предельных зазоров (, ), [2,с. 12... 17] определяются по формулам:
,
,
,
.
1.10.3 Допуск посадки определяются по формуле:
,
.
1.11 Выбор универсальных средств измерения для контроля годности размеров сопрягаемых поверхностей в условиях единичного или мелкосерийного производства.
Таблица 1.2 – метрологические характеристики
Обозначение контролируем ого размера, мкм |
Величина допуска, мкм |
Допускаемая погрешность измерения |
Предельная погрешность средства измерения, мкм |
Название средства измерения |
Примечания |
39 |
10,0 |
5,5 |
Нутрометры индикаторные с ценой деления головки 0,001или0,002мм |
Концевые меры 1-го класса или установочные кольца | |
69 |
14,0 |
5 |
Скобы рычажные с ценой деления 0,002 + 0,005 |
Настройка по концевым мерам 3 класса при работе в руках |
Эскизы соединения и его деталей приведены в приложении А.
Схема полей допусков соединения приведена в приложении Б.
Приложение А
Эскизы соединения и его деталей
Приложение Б
Схема полей допусков соединения