Подшипники качения

Весьма  ответственным при расчете посадок  с натягом являете обеспечение  прочности сопрягаемых деталей, определяемое те' что напряжение в  материалах деталей, появляющееся в  результат запрессовки, не должно превышать  допускаемых напряжений, касается максимальных напряжений, действующих на внутренне  поверхности втулки и внутренней поверхности (в центре).

 

Задание

Рассчитать, выбрать и представить схему  расположения полей и допусков посадки  с натягом с указанием размеров и отклонений.

Исходные  данные

Передаваемая осевая сила  P, кН	Передаваемый момент Мкр, Н м	Номинальный диаметр D, мм	Внутренний диаметр Вала d мм	Наружный диаметр втулки d ,мм	Номинальная длина сопряжения 1, мм
5	8	35	25	80	35

 

 

Материал		Метод запрессовки	Смазка
вала	втулки
Сталь 45	Сталь 30	Охл. вала	-
ГОСТ 1050-81	ГОСТ 1050-81

 

Найдем величину наименьшего натяга при условии, что сопрягаемые поверхности  идеально гладкие:

N , где

N - наименьший натяг;

- удельное эксплуатационное  давление по поверхности контакта, Па;

D – номинальный диаметр сопряжения, мм.

- модуль упругости материалов соединяемых деталей, Па;

- коэффициенты, определяемые по  формулам:

                                ,где

- соответствующие диаметры сопрягаемых  деталей, мм;

- коэффициенты Пуассона для  металлов и охватываемой деталей. (табл. 2.2)

 Определим величину удельного контактного эксплуатационного давления при совместном воздействии:

, где

Р- осевое усилие, Н;

-крутящий момент, Нм;

D и 1 – номинальный диаметр и длина соединения, мм;

f – коэффициент трения (табл.2.3)

=

Определяем  предельное допустимое удельное контактное давление на основе теории наибольших касательных напряжений.

Р _{доп D}=0.58δ _TD(1- )

δ _TD - определяется по табл.2.2

Р _{доп D}=0.582,94(1- )==1,3 Па

Р _{доп d}=0.58δ _Td(1- )

Р _{доп d}=0.583,53 Па

С_D=     

С_d =               

   N_{min рас}= 5

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор предварительной  посадки

 

35

 

                                                                                        

 

                                            

 

                                            

 

 

 

 

 

 

 

 

Предварительно-выбранная  посадка нуждается в дополнительных расчетах, так как не учитывалась  шероховатость поверхности.

 

 

 

 

 

Расчет шероховатости:

∆_ш=2k(,

где  k₁, k₂ – коэффициенты, учитывающие смятие микронеровностей поверхностей отверстия и вала, приведенные в табл. 2.4.

Именно на 5 мкм нужно увеличить номинальный  натяг

 

35

 

                                                                                        

 

 

                                                                                       

                                       

 

                                            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверка  на разрушаемую способность:

N_{max рас}=P_DD(

N_{max рас}= +

 

 

Вывод:

На основании  проведённых расчетов, выбрана посадка  при этом минимальный натяг составляет 18 мкм, что превышает минимальный расчетный натяг с учетом шероховатости. Максимальный натяг составляет

59 мкм, что  также удовлетворяет условие  о том, что натяг не превышает  разрушающую деформацию.

Таким образом, выбранное соединение обеспечивает надёжную работу соединения для передачи осевой силы и крутящего момента.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЧАСТЬ 3.

ВЫБОР И РАСЧЕТ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ.

 

Выбор средств измерений  связан со множеством факторов, характеризующих  метрологические параметры средства измерения, конструктивно-технологические  особенности измеряемых величин, задачами на измерение этих величин, разнообразных  организационных, технических и  экономических факторов и т.д.

Комплексность задачи выбора средств измерения определила необходимость  разработки различных способов выбора средств измерения. Прежде всего, выбранное  средство измерения должно соответствовать  по своей конструкции и габаритам  для установки измеряемой детали и подходов измерительных устройств  к измеряемой величине.

В массовом производстве основными  средствами измерения являются высокопроизводительные механизированные и автоматизированные средства измерения и контроля.

В серийном производстве основными  средствами измерения и контроля служат предельные калибры, шаблоны, специальные  контрольные приспособления и при  необходимости универсальные средства измерения.

В мелкосерийном и  индивидуальном производстве основными являются универсальные  средства измерения.

По метрическим характеристикам  выбираемыми параметрами средств  измерений являются предельная погрешность  измерения ( ее часто называют пределом допускаемой погрешности ) ∆lim, а также ценя изделия шкалы измерительного средства. В соответствии с требованиями ГОСТ 8.051-81 установлены соотношения между заданными допусками (Т) на измеряемые (контролируемые) размеры, определённого номинального размера и квалитета, и допускаемыми погрешностями измерения (δ), определяющими действительный размер измеряемой величины.

Допускаемая погрешность  измерения (δ) включает в себя случайные  и неучтённые систематические погрешности  измерения. Случайная погрешность  измерения, принимаемая с доверительной  вероятностью 0,954 и составляющая 2δ, где δ – это среднее квадратическое отклонение погрешности измерения, не должна превышать 0,6 от допускаемой погрешности измерения.

Цена деления шкалы  выбирается с учетом заданной точности измерения. Например, если размер задан  с точностью до 0,01 мм, то прибор выбирается с ценой деления шкалы 0,01 мм. Принятие  более грубой шкалы вносит дополнительные субъективные погрешности, а более  точной- удорожает средство измерения. Главным фактором при выборе средства измерения является допускаемая  погрешность измерения δ. Допускаемая  погрешность измерения должно быть небольшой по сравнению с допуском контролируемого параметра изделия  Т и не превышать значений, указанных  в таблице 3.1.

При выборе измерительного средства необходимо, чтобы предельная погрешность измерения ( ∆lim ), являющаяся нормированным метрологическим показателем данного измерительного средства, не превышала допускаемой погрешности измерения δ, т.е.

∆limδ

Чем ближе значение предельной погрешности измерительного средства к значению допускаемой погрешности, тем менее трудоемким и более  дешевым будет измерение.

Предельные погрешности  наиболее распространённых универсальных  средств измерения приведены  в табл. 3.2. «предельные погрешности наиболее распространённых универсальных средств измерения».

 

 

 

 

Задание:

1. Для выбранной посадки в первой или второй задаче построить схему расположения полей допусков калибров для контроля деталей сопряжения.
2. Определить предельные и исполнительные размеры рабочих и контрольных калибров.
3. Выполнить рабочие чертежи предельных калибров для контроля деталей принятого соединения.
4. Выбрать универсальное средство измерения для контроля сопряжения.

Исходные данные:

Номинальный диаметр соединения подшипника, d, мм	Длина соединения подшипника 1, мм	Частота вращения цапфы n, об/мин	Радиальная нагрузка кН	Масло (смазочный материал)	Rz1 (вкл.), мкм	Rz2 (цапфа), мкм
105	85	750	12	Индустриальное 30	1,6	4

 

Выбрано соединение . Находим предельные отклонения и устанавливаем предельные размеры контролируемых изделий:

 

D _min = 105 мм ;

D _max = 105+0.022=105,022 мм ;

d _max = 105-0.036=104.964 мм ;

d _min = 105-0.036-0,022=105-0,058=104,942 мм .

 

где D, D _min, D _max, d _min, d _max – соответственно номинальный, наименьший и наибольший размеры изделий ( отверстия и вала ).

По таблице 3.1. «Допускаемые погрешности  измерений δ, мкм, в зависимости  от допусков Т и IT по ГОСТ 8.051-81» определяем погрешность измерения и допуск изделия

δ=6,0 

IT=22

            δ – это допускаемая погрешность  измерения

IT – это допуск изделия

По  таблице 3.2. «предельные погрешности наиболее распространённых универсальных средств  измерения» определяем предел допускаемой  погрешности для вала и втулки:

Вал (оптиметр)  ∆ lim = 1.6 мкм

Втулка (оптиметр) ∆ lim = 1.3 мкм

  ∆ lim – это предел допускаемой погрешности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Строим схему расположения полей допусков для калибров пробки и скобы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Деталь	Калибр-пробка			Калибр-скоба			Контрольный калибр
	Параметры, мкм
	Z	Y	H	Z1	Y1	H1	Hp
Отверстие 95Н6	4	3	5
Вал 95f6				4	3	5	2
Допуск на форму калибра, мкм	IT2=4			IT2=4			IT1=2.5

 

Н и Н₁ – допуски на изготовление  калибров для отверстия и вала;

Н_р – допуск на изготовление контрольного калибра для скобы;

Z и Z₁ – отклонения середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия и вала относительно соответственно наименьшего и наибольшего предельных размеров изделия;

Y и Y₁ – допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия и вала за границу поля допуска изделия.