1.3 Правила образования посадок

• Посадки должны назначаться либо в системе отверстия, либо в системе вала.

• Применение системы отверстия предпочтительнее (многократно сокращается потребность в мерном инструменте при обработке отверстий).

• Предпочтительнее отдается рекомендуемым посадкам (см. ГОСТ 25347-82), при этом в первую очередь – предпочтительным.

• Посадки с 4-го по 7-й квалитеты рекомендуется образовывать путем сопряжения отверстия на квалитет грубее, чем вал. Отверстия при равных условиях изготовляется с большими погрешностями, чем валы, поэтому и допуск посадки делится не поровну, большая часть отдается отверстию, меньшая – валу.

2. Практические занятия

2.1. Практическое занятие № 1 «Расчет гладких соединений»

2.1.1. Расчет подшипников скольжения с гидродинамическим режимом

Исходные данные

№ п/п	D, мм		Rz1, мкм	Rz2, мкм	Масло	C	ω, рад/с	, н/м^2
1	2	3	4	5	6	7	8	9
01	30	0,7	1,6	1,6	И-20	50	102	0,34
04	45	0,7	1,6	3,2	И-20	75	80	0,57
06	55	1,1	3,2	3,2	И-20	60	95	0,53
09	70	1,1	3,2	3,2	И-20	80	190	1,19
12	85	0,8	1,6	3,2	И-20	55	85	0,85
17	30	1,0	1,6	1,6	И-30	50	170	0,96
19	40	0,8	1,25	1,25	И-20	78	150	0,63
23	60	1,2	3,2	3,2	И-20	65	188	1,29
26	75	0,7	1,6	1,6	И-40	50	95	5,22
28	85	1,1	1,6	1,6	И-30	60	120	2,0
31	100	0,8	4,0	0,8	И-20	64	175	3,25
33	30	0,9	2,0	2,0	Сеп.Т	70	80	1,58
37	50	1,0	2,0	2,0	И-20	65	130	0,61
42	75	1,1	3,2	1,6	И-20	82	160	3,03

Продолжение таблицы – Исходные данные

1	2	3	4	5	6	7	8	9
45	90	0,7	3,2	1,6	И-40	60	97	1,77
48	25	1,0	1,6	1,6	И-20	85	210	0,7
53	50	0,9	1,6	3,2	И-20	55	200	1,28
57	70	0,9	1,6	1,25	И-20	50	167	5,4
61	90	0,8	2,5	3,2	И-30	68	150	0,8
64	25	0,7	2,5	1,25	И-40	58	185	0,67
67	40	0.8	3.2	1.6	Маш.Т	50	175	1,49
69	50	0,9	2,5	3,2	И-12	85	85	1,92
74	75	1,0	2,0	3,2	И-40	65	100	2,17
77	90	0,9	1,25	1,25	И-20	70	145	3,16
80	25	1,1	1,6	1,0	Сеп.Т	50	195	1,14
84	45	1,0	1,0	1,0	И-20	58	95	0,9
88	65	0,9	3,2	3,2	И-20	77	195	1,31
91	80	0,8	3,2	3,2	И-20	57	75	1,15
94	95	1,1	1,25	1,6	И-20	72	90	2,69
96	25	0,9	1,25	1,6	И-20	55	205	0,54
99	40	0,7	3,2	2,5	И-50	58	168	0,74

Пример

Подобрать посадку для подшипника скольжения, работающего в условиях жидкостного трения при следующих исходных данных:

- номинальный размер сопряжения мм;

- угловая скорость ;

- отношение длины подшипника к номинальному диаметру ;

- масло – индустриальное 20;

- рабочая температура масла ;

- высота неровностей поверхностей цапфы и вкладыша, соответственно мкм; мкм.

- среднее удельное давление в подшипнике Н/м²

Рисунок 13 – Схема к расчету подшипника скольжения

Решение

Определяем минимально допустимую толщину масляного слоя по формуле :

мкм,

где – коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя;

мкм – добавка на неразрывность масляного слоя.

Определяем приведенный коэффициент нагруженности подшипника скольжения по формуле:

.

,

где – динамическая вязкость масла при температуре (табл. П. 1.12);

– показатель степени, который зависит от кинематической вязкости масла м²/с (табл. П. 1.8);

рад/с – угловая скорость.

По табл П. 1.9 при и интерполяцией получаем значение относительного эксцентриситета .

По рисунку П. 1.15 определяем, используя найденное значение и , минимальное значение относительного эксцентриситета , при котором толщина масляного слоя мкм. , т.е. условие не выполнено.

По рекомендации: принимаем и по таблице П. 1.9 при определяем значение .

Определяем величину максимально допустимого зазора по формуле:

м.

Определяем величину минимально допустимого зазора по формуле:

м.

Рисунок 14 - Фрагмент рисунка П. 1.15

По предельным расчетным зазорам подбираем посадку:

Определяем допуск посадки

мкм.

С другой стороны допуск посадки определяется по зависимости:

.

Определяем расчетные допуски отверстия и вала, приняв их равными между собой:

мкм.

Определяем единицу допуска по зависимости:

.

где - среднее геометрическое из крайних значений интервала номинальных размеров (табл. П. 1.1)

мм.

Размер 60 мм входит в интервал мм; мм.

Определяем количество единиц допуска:

Принимаем стандартные значения числа единиц допуска вала и отверстия (табл. 1).

(8-й квалитет)

Определяем параметры основного отверстия.

Для основного отверстия основным является нижнее отклонение ,

верхнее отклонение мкм.

Допуск номинального размера отверстия мм по 8-му квалитету определяем по табл. П. 1.1

мкм.

Записываем условное обозначение выбранного основного отверстия:



Определяем расчетные значения верхнего и нижнего отклонения не основного вала:

мкм

мкм

Из полученных значений выясняем, что основным отклонением (ближнее к нулевой линии) является верхнее отклонение мкм.

По табл. П. 1.2 основных отклонений валов определяем стандартные значения основного отклонения неосновного вала.

Ближайшее значение к величине 53 мкм

Выбираем условное обозначение основного отклонения неосновного вала (табл. П. 1.2)

При числовом значении основного отклонения мкм и номинальном диаметре , основное отклонение вала обозначается буквой « ».

Фрагмент табл. П. 1.2

Интервал номинальных размеров	Основные отклонения
	а	…	е	…	h
… Св 50 до 65 …	… …	… …	60 …	… … ...	… … …

Определяем стандартные значения неосновного нижнего отклонения вала:

мкм

Допуск размера вала для 8-го квалитета определяем по табл. П. 1.1 мкм.

Записываем условное обозначение неосновного вала:

 мм.

Записываем условное обозначение выбранной посадки:



Определяем стандартные значения граничных зазоров в выбранной посадке:

мкм.

мкм.

Определяем коэффициент относительной точности выбранной посадки.

мкм.

где - средний зазор посадки:

мкм.

мкм.

Проверяем обеспечение жидкостного трения при минимальном зазоре мкм.

Относительный зазор при :

;

Коэффициент нагруженности подшипника:

По табл. П. 1.7 Определяем величину относительного эксцентриситета .

Наименьшая толщина масляной пленки, мкм:

мкм

Запас надежности

Вывод: Посадка по наименьшему зазору выбрана правильно .

Проверяем условие наличия жидкостного трения при максимальном зазоре: мкм.

Относительный зазор при :

.

Коэффициент нагруженности подшипника:

.

По табл. П. 1.7 определяем величину относительного эксцентриситета .

Наименьшая толщина масленой пленки:

мкм.

Запас надежности

.

Вывод: Посадка по наименьшему зазору выбрана правильно .

Строим схему полей допусков для выбранной посадки.

Рисунок 15 – Схема полей допусков для посадки с зазором

Параметры отверстия: , ,

Параметры вала: , ,

Наибольший и наименьший зазоры:

мкм;

мкм.

Допуск посадки:

мкм

мкм

При изготовлении большой партии деталей предполагают, что рассеивание размеров цапфы и вкладыша подчиняется закону нормального распределения (закону Гаусса) (рис. 16) и допуск деталей равен величине поля рассеивания .

Рисунок 16 - Плотность распределения зазоров

Среднее квадратичное отклонение равно:

- для вкладыша

мкм,

- для цапфы

мкм,

- для посадки

мкм.

Наибольший и наименьший вероятные зазоры:

,

.

Так как допускается, определенная степень риска , то должно выполнятся условие , следовательно, посадка является работоспособной.

Если поле рассеивания размеров лежит в интервале , т.е. квантиль распределения , то надежность получения годной посадки .

Вероятность получения брака:

или в процентах

Строим кривую плотности распределения зазоров в координатах , ( см. рис. 16).