Решение задач по выбору посадок расчетным путем

Цель работы:на основании пройденного материала научится расчетным путем выбирать посадки.

Оборудование: чертежные принадлежности, калькулятор.

Порядок выполнения работы

По заданным в табл. 1 и 2 номинальным диаметрам и посадкам (для каждого варианта необходимо решить все три примера):

1. Выполнить эскизы деталей сопряжения и показать на них номинальный диаметр с предельными отклонениями по ГОСТ 25347-82 и ГОСТ 25346 -82.

2. Начертить схему расположения полей допусков, сопрягаемых по данной посадке деталей.

На схеме:

1. показать номинальный диаметр сопряжения с его значением;
2. записать условные обозначения полей допусков, предельные отклонения в мкм.

3. Изобразить графически предельные размеры и допуски отверстия и валов, а также основные характеристики сопряжения, с их значениями для чего необходимо рассчитать по предельным отклонениям:

1. предельные размеры отверстия (Dmax; Dmin) и вала (dmax; dmin), допуски отверстия вала (TD; Td);
2. основные характеристики сопряжения:

- для посадки с зазором - предельные и средние зазоры (Smax; Smin; Sm);

- для посадки с натягом – предельные и средний натяги (Nmax; Nmin; Nm);

- для переходной посадки - наибольший натяг и зазор (Nmax; Smax).

Рассчитать по предельным зазорам, натягам допуск посадки (TN; TS; T(S,N)) с проверкой результата по значениям допусков отверстия и вала.

Таблица 1

Таблица 2

Пример	Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
I	H8/z8	H7/f7	H10/d10	P7/h7	H7/d8	R7/h6	H8/e8	U8/h7	H9/d9	P7/h6
II	H7/n6	H7/k6	K8/h7	H8/js7	K7/h6	Js8/h7	H8/k7	H7/js6	H7/m6	N7/h6
III	H8/h7	P7/h6	S7/h6	H7/g6	H7/r6	H11/d11	R7/h6	H7/e8	H7/r6	E9/h8

Вывод о проделанной работе.

Практическая работа № 15

Расчет интенсивности нагрузки на посадочные поверхности

Цель работы:произвести расчет интенсивности нагрузки на посадочные поверхности

Оборудование: чертежные принадлежности, калькулятор.

Теоретические сведения

Основой выбора посадок подшипников качения свалом и отверстием корпуса является расчет интенсивности нагрузки в зависимости от вида нагружения колец [2, 3, 5]. При циркуляционном нагружении кольца выбор посадки производится в зависимости от посадочного размера, класса точности подшипника и интенсивности нагрузки Рr (прил. 1). Интенсивность нагрузки определяется по формуле [2, 3] 12 , где Fr – радиальная нагрузка на подшипник, кН; b – ширина посадочной поверхности кольца подшипника (за вычетом номинального размера фаски r),м, т.е. b –2r; k1 – динамический коэффициент посадки, учитывающий характер нагрузки (прил. 6); k2 – коэффициент, учитывающий ослабление посадочного натяга, при полом вале или тонкостенном корпусе (прил. 7); k3 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения радиальной нагрузки Fr между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипника- ми при наличии осевой нагрузки Fa на опору (прил. 8). При местном нагружении кольца выбор посадки производится в зависимости от посадочного размера, конструкции корпуса (разъемный, неразъемный), характера нагрузок и класса точности подшипника

Порядок выполнения работы

Условия работы однорядного шарикового радиального подшипника с условным обозначением 208 (размеры d =40 мм, D = 80 мм, B = 18 мм,

r = 2 мм), нормального класса точности, следующие: вращается вал, вал сплошной; радиальная нагрузка на опору F_r = 12 кН; нагрузка умеренная, перегрузка до 150%; осевая нагрузка F_а незначительная; корпус неразъемный.

Требуется:

определить виды нагружения колец подшипника качения;

выбрать посадки внутреннего кольца с валом и наружного кольца с отверстием корпуса;

определить предельные отклонения для сопрягаемых поверхностей колец, вала и отверстия корпуса;

изобразить схемы полей допусков для выбранных посадок и рассчитать характеристики

определить требования к шероховатости, допуски формы и расположения посадочных поверхностей вала и отверстия корпуса;

указать выбранные посадки подшипников качения с посадочными

поверхностями вала и отверстия корпуса на сборочном чертеже;

указать поля допусков на присоединительные диаметры, требования к точности формы, расположения и шероховатости посадочных поверхностей вала и отверстия корпуса на их рабочих чертежах.

Решение.

1. Определяем вид нагружения колец подшипника:

при вращающемся вале и постоянно действующей нагрузке F_r внутреннее кольцо испытывает циркуляционное нагружение, а наружное кольцо – местное нагружение.

Выбираем посадки для подшипника качения с валом и отверстием корпуса, строим схемы полей допусков для выбранных посадок

и рассчитываем их характеристики.

2.1. Посадка внутреннего кольца с валом

При циркуляционном нагружении внутреннего кольца рассчитываем интенсивность нагрузки Р_r по формуле

где коэффициенты: k₁ = 1 – нагрузка умеренная, перегрузка до 150% (прил. 6); k₂ = 1– вал сплошной (прил. 7); k₃ = 1 – подшипник однорядный, осевая нагрузка незначительная (прил. 8); b = В – 2r = 18 – 4 =14 мм (где В = 18 мм, r = 2 мм); F_r – радиальная нагрузка на опору, F_r =12000Н.

Для сопряжения вала Ø40 с внутренним кольцом, испытывающим циркуляционное нагружение, с нормальным классом точности подшипника и интенсивностью нагрузки Р_r = 857 Н/м, выбираем поле допуска вала k6 (прил. 9).

Посадка Ø40 L0/k6 – посадка с натягом.

Определяем предельные отклонения среднего диаметра d_m отверстия внутреннего кольца подшипника качения нормального класс точности по ГОСТ 520-2011 [4] (прил. 5) и рассчитываем предельные размеры: верхнее отклонение ES_dm = 0; нижнее отклонение EI_dm = –0,012 мм. d_mmax = d_m + ES_dm = 40,0 + 0 = 40,0мм; d_mmin = d_m + EI_dm = 40,0 + (–0,012) = 39,988мм.

Определяем предельные отклонения для вала Ø40k6 по ГОСТ 25346-89(прил.12,13) и рассчитываем предельные размеры: верхнее отклонение es = +0,018 мм; нижнее отклонение ei = +0,002 мм; d_max = d + es = 40,0 + (+0,018) = 40,018мм; d_min = d + ei = 40,0 + (+0,002) = 40,002мм.

Рассчитываем характеристики посадки с натягом Ø40 L0/k6: Наибольший натяг N_max = d_max – d_mmin = 40,018 – 39,988 = 0,030 мм. Наименьший натяг N_min = d_min – d_mmax = 40,002 – 40,0 = 0,002 мм. Средний натяг N_m = (N_max + N_min)/2 = (0,030 + 0,002)/2 = 0,016 мм. Допуск натяга T_N = N_max – N_min = 0,030 – 0,002 = 0,028 мм.

2.2. Посадка наружного кольца с корпусом

• При местном нагружении наружного кольца подшипника нормального класса точности, при неразъемном корпусе, учитывая, что нагрузка умеренная и перегрузка до 150%, для диаметра отверстия корпуса D = 80мм выбираем поле допуска Н7 (прил. 11).

Практическая работа № 16