3.3 Розрахунок і вибір посадки з натягом

Для з’єднання D1 = 48 розрахувати посадку з натягом і за результатами розрахунків вибрати стандартну посадку за ДСТУ2500-94.

Побудувати схему розташування полів допусків для вибраної посадки, показати на ній всі необхідні величини.

ВИХІДНІ ДАНІ:

L = 24 мм – довжина з’єднання;

М = 78 Н∙м – крутний момент;

Матеріал Сталь20.

Рисунок 3.11 – Ескіз з‘єднання зубчастого колеса з втулкою

Визначаємо D2 за пропорцією:

.

Звідси D2 = 150 мм. D визначаємо конструктивно на 5...6 мм більше діаметра внутрішнього кільця підшипника, D = 26 мм.

Визначаємо коефіцієнти С₁ та С₂:

де μ = 0,3 – коефіцієнт Пуассона.

Визначаємо найменший розрахунковий натяг:

де Е₁та Е₂– модуль пружності матеріалу; f – коефіцієнт тертя.

Розраховуємо поправку на шорсткість:

де k = коефіцієнт, що враховує висоту стиснення нерівностей валу та отвору втулки; Rz₁та Rz₂– висота нерівностей поверхонь отвору та валу.

Враховуючи отримані дані, визначаємо найменший функціональний натяг:

Вибір стандартної посадки:

За ДСТУ2500-94 приймаємо посадку H7/s6, що забезпечує найменший натяг 18 мкм.

Тобто виконується умова:

N_min> N_нм.F

Для отвору Ø48H7 визначаємо граничні відхилення:

EI = 0

ES = +0,025

Визначаємо граничні розміри отвору:

D = 48

Dmax = 48,025

Dmin = 48

Для валу Ø48s6 визначаємо граничні відхилення:

es = +0,059

ei = +0,043

Визначаємо граничний розмір валу:

dmax = 48,059

dmin = 48,043

Для з‘єднання Ø48H7/s6:

Nmin = dmin – Dmax = 48,043 – 48,025 = 0,018

Nmax = dmax – Dmin = 48,059 – 48 = 0,059

Nm = (Nmax – Nmin)/2 = (0,059 – 0,018) = 0,0205

TN = Nmax – Nmin = 0,059 – 0,018 = 0,041

За результатами розрахунків будуємо схему розташування полів допусків з‘єднання Æ48H7/s6.

Рисунок 3.12 – Схема розташування полів допусків з’єднання Æ48H7/s6.

3.4. Розрахунок і вибір посадки підшипника кочення 104

Вибрати посадку підшипника кочення методом розрахунку і визначити характер з’єднання підшипника за приєднуючи ми поверхнями. Побудувати схему розташування полів допусків посадки внутрішнього кільця підшипника на вал і зовнішнього кільця в корпус з нанесенням всіх розрахункових величин. Визначити і вказати на схемах величини зазорів і натягів. Виконати ескізи посадочних елементів вала і корпуса з позначенням на них допусків, шорсткості та допусків форми і розміщення поверхонь.

ВИХІДНІ ДАНІ:

F_r= 2,5кН – радіальне навантаження;

Клас точності – 0;

Навантаження з сильними ударами і вібрацією.

Підшипник 104:

d = 20 мм – діаметр внутрішнього кільця;

D = 42 мм – діаметр зовнішнього кільця;

B = 12 мм – ширина підшипника;

r = 1 мм – радіус заокругленості.

3.4.1. Вибір посадок підшипника кочення

Для циркуляційно навантаженого кільця посадку підшипника вибираємо за інтенсивністю навантаження P_R.

P_R = F_r∙K₁∙K₂∙K₃/b,

K₁= 1,8 – коефіцієнт, що враховує характер динамічного навантаження;

K₂= 1 – коефіцієнт, що враховує степінь послаблення посадки у випадку полого валу;

K₃= 1 – коефіцієнт, що враховує степінь нерівномірності навантаження при спарених та сферичних підшипниках,

b = В - 2∙r = 12 - 2∙1 = 10 мм – ширина контактуючої поверхні підшипника.

P_R= 2500 ∙ 1,8 ∙ 1 ∙ 1 / 10 = 450 Н/мм.

Даній інтенсивності радіального навантаження відповідає посадка к, квалітет точності приймаємо 6. Тоді посадка внутрішнього кільця підшипника на вал буде позначатись Ø20L0/к6.

Зовнішнє кільце монтуємо конструктивно з невеликим робочим зазором. Для посадочного елементу корпуса підшипника призначаємо посадку Н, квалітет точності приймаємо 7. Тоді посадка зовнішнього кільця підшипника в корпус буде позначатись Ø42Н7/l0.

3.4.2. Посадка внутрішнього кільця підшипника на вал Ø20L0/к6.

За ГОСТ520-89 визначаємо граничні відхилення внутрішнього кільця підшипника Ø20L0:

EI = -0,010,

ES = 0

Визначимо граничний розмір внутрішнього кільця підшипника:

d= 20,

dmax = 20,

dmin = 19,99.

Для валу Æ20к6 за стандартом ДСТУ2500-94 визначаємо граничні відхилення:

ei = +0,002,

es = +0,015

Визначаємо граничний розмір валу:

d= 20,

dmax = 20,015,

dmin = 20,002

Для з’єднання внутрішнього кільця з валом Ø20L0/к6:

Nmax = dmax – Dmin = 0,025

Nmin = dmin – Dmax = 0,002

Nm = 0,5(Nmax - Nmin) = 0,011

TN = Nmax – Nmin = 0,023

За результатами розрахунків будуємо схему розташування полів допусків.

Рисунок 3.13 – Схема розташування полів допусків посадки внутрішнього кільця підшипника на вал Ø20L0/к6.

Рисунок 3.14 – Ескіз посадочного елементу валу