Нормирование показателей качества деталей машин

     М_кр ≤ πD²lpf/2    ( 1 ) [1, с. 333]

Откуда

          (2) [1, с. 333]

где πDl – номинальная площадь контакта сопрягаемых деталей

      Определяем  значение минимального расчетного натяга:

         (3) [1, с. 334]

где C₁ и C₂ – коэффициенты, определяемые по формулам:

          (4) [1, с.334]

где μ₁ – коэффициент Пуассона, μ₁ = 0,3 (для стали)

         (5)[1, с. 334]

где μ₂ – коэффициент Пуассона, μ₂ = 0,35 (для бронзы)

      Определяем  допустимые значения давления на поверхностях вала и втулки:

Для втулки:

         (6) [1, с. 336]

где   - предел текучести материалов втулки при растяжении

Для вала:

          (7) [1, с. 336]

где   - предел текучести материалов вала при растяжении

      Определяем  максимально допустимый натяг для  данного сопряжения:

         (8) [1, с. 336]

      На  прочность соединения вала и отверстия  оказывает существенное влияние  высота микронеровностей. Для расчета компенсации влияния микронеровностей воспользуемся следующей формулой:

          (9) [2, с.68]

где Rzd₁ и Rzd₂ – параметры шероховатости поверхности втулки и вала

      K₁ и K₂ – коэффициенты, учитывающие высоту смятия неровностей отверстия втулки и вала:

     K₁ = 0,7, K₂ = 0,7     [3, с.225]

      Определяем  величину натягов для выбора посадки:

      (мкм) (10)[2, с. 69]

      (мкм) (11)[2, с. 69]

      Выбираем  стандартную посадку по таблицам ГОСТ 25347-82:

      54 ≤ 116; 27 ≥ 25,52

      Условие N_max ≤ N_maxрасч, N_min ≥ N_minрасч  соблюдается, посадка рассчитана верно.

      Ø

 

 

       2.2 Расчет параметров  посадки с зазором 

      2.2.1 Основные теоретические  положения 

      Посадки с зазором предназначены для подвижных и неподвижных соединений деталей. В подвижных соединениях зазор служит для обеспечения свободы перемещения, размещения слоя смазки, компенсации температурных деформаций, а также компенсации отклонении формы и расположения поверхностей, погрешности сборки и др.

       В неподвижных соединениях посадки с зазором применяются для обеспечения беспрепятственной сборки деталей (в особенности сменных). Их относительная неподвижность обеспечивается дополнительным креплением шпонками, винтами, болтами, штифтами и т.п. Выбор посадки для неподвижного соединения производится таким образом, чтобы наименьший зазор обеспечивал компенсацию отклонений формы и расположения сопрягаемых поверхностей, если они не ограничиваются полями допусков размеров этих поверхностей. Кроме того, наименьший зазор должен включать, если это необходимо, запас на регулирование взаимного расположения деталей в сборе, их центрирование и т.п., а также запас на свободное вхождение одной детали в другую, что особенно важно в условиях автоматической сборки. Наибольший зазор в посадках неподвижных соединений определяется из допустимого эксцентриситета e или смещения осей (плоскостей симметрии) сопрягаемых деталей, который может быть ограничен либо требованиями к точности механизма, либо для уменьшения динамических воздействий (вибраций, ударов и т.п.)

       Посадки H/e; E/h-«легкоходовые». Характеризуются значительным гарантированным зазором (вдвое большим, чем для ходовых посадок), обеспечивающим свободное вращательное движение при повышенных режимах работы или осложненных условиях монтажа - разнесенные опоры, многоопорные валы, увеличенная длина соединения. Применяются в неподвижных соединениях  для деталей, требующих значительных зазоров пи установках и регулировках. 

      2.2.2 Расчет параметров  посадки  Ø 20  

      Рассчитаем параметры посадки Ø 20

      1 Определяем предельные размеры отверстия Ø 20 H7

ES = +0,040мм

EI = 0мм

Наибольший диаметр  отверстия D_max:

         (12) [1, с. 16]

Наименьший диаметр  отверстия D_min:

         (13) [1, с.16]

      2 Определяем допуск отверстия TD:

        (14) [1, с.16]

      3 Координата середины поля допуска отверстия E_c:

        (15) [1, с.16]

      4 Основное отклонение поля допуска отверстия: EI=0

      5 Средний диаметр:

      6 Определяем предельные размеры вала Ø 20 e7:

es = -0.085мм

ei = -0.125мм

Наибольший диаметр  вала d_max:

        (16) [1, с. 16]

Наименьший диаметр  вала d_min:

        (17) [1, с. 16]

      7 Определяем допуск вала Td:

        (18) [1, с. 16]

      8 Координата середины поля допуска вала e_c:

       (19) [1, с. 16]

      9 Средний диаметр:

      10 Определяем предельные значения зазоров: Ø 20

Наибольший зазор  S_max:

  (20) [1, с. 17]

Наименьший зазор  S_min:

        (21) [1, с. 17]

      11 Допуск посадки (допуск зазора):

        (22) [1, с. 17] 

 

       3 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕХОДНОЙ ПОСАДКИ 

      3.1.1 Основные теоретические положения 

      Переходные  посадки предназначены для неподвижных, но разъемных соединений деталей и обеспечивают хорошее центрирование соединяемых деталей. Для них характерна возможность получения как натягов, так и зазоров. Натяги, получающиеся в переходных посадках, имеют относительно малую величину и обычно не требуют проверки деталей па прочность, за исключением отдельных тонкостенных деталей. Эти натяги недостаточны для передачи соединением значительных крутящих моментов или усилий. К тому же получение натяга в каждом из собранных соединений без предварительной сортировки деталей не гарантировано. Поэтому переходные посадки применяют с дополнительным креплением соединяемых деталей шпонками, штифтами, винтами и др. Иногда эти посадки применяют без дополнительного крепления. Зазоры, в отдельных случаях получающиеся в переходных посадках также относительно малы, что предотвращает значительное смещение (эксцентриситет) соединяемых деталей.

      Переходные  посадки установлены в относительно точных квалитетах: валы в 4-7-м, отверстия  в 5-8-м. Отверстие в переходных посадках, как правило, принимают на один квалитет грубее вала. Основной ряд переходных посадок образуется валами 6-го квалитета  и отверстиями 7-го квалитета (в этих квалитетах установлены предпочтительные поля допусков для переходных посадок). Для более точных посадок характерно повышение точности сборки: абсолютные значения наибольших натягов и зазоров уменьшается, благодаря чему возрастает точность центрирования и снижается сборочное усилие. Вероятности получения зазоров и натягов остаются теми же, что и для одновременных посадок средней точности, в отдельных случаях вероятность получения натяга увеличивается. Для менее точных посадок (сочетание отверстий 8-го квалитета с валами 7-го квалитета) вероятность получения зазора сохраняется той же или увеличивается (соединение получается менее прочным). Абсолютные значения наибольших натягов и зазоров увеличиваются, т.е. снижается точность центрирования и увеличивается максимальное усилие сборки. В отдельных случаях возможно применение переходных посадок с другим соотношением допусков отверстия и вала (квалитет отверстия либо равен квалитету вала, либо на два квалитета грубее, чем у вала).

      Посадки Js/h – «плотные». Для этих посадок более вероятно получение зазора, но возможны и небольшие натяги (до половины допуска вала), поэтому при сборке и разборке необходимо предусматривать применение усилий; обычно достаточно использование деревянного молотка. Плотные посадки применяются в том случае, если при центрировании деталей допускаются небольшие зазоры или требуется обеспечить легкую сборку, при необходимости в частых сборках и разборках, например для сменных деталей. Эти посадки применяют взамен напряженных при относительно большой длине соединения (свыше трех – четырех диаметров) или когда сборка и разборка затруднена компоновкой узла, массой и размерами деталей. Сборочные единицы, образованные деталями, соединяемыми по плотной посадке, обычно либо неподвижны, либо перемещаются с малой скоростью при небольшой массе деталей. В отдельных случаях эти посадки применяют для плотных подвижных соединений, когда детали должны перемещаться относительно друг друга без ощутимого качания (при этом необходим подбор деталей по размеру, исключающий натяг). 

3.1.2 Расчет параметров посадки Ø

1 Определяются предельные размеры отверстия Ø 58 Js8

ES = + 0.023мм

EI = - 0.023мм

Наибольший диаметр  отверстия D_max:

      D_max = D + ES = 58 + 0.023 = 58.023 (мм)    (23) [1, с. 16]

Наименьший диаметр  отверстия D_min:

      D_min = D + EI = 58 - 0.023 = 57.977(мм)    (24) [1, с. 16]

2 Определяется допуск отверстия TD:

      TD = ES – EI = 0.023 + 0.023 = 0.046(мм)    (25)[1, с. 16]

3 Координата середины поля допуска отверстия Ec:

             (26)[1, с. 16]

4 Средний диаметр: Dm = D + Ec = 58 + 0 = 58(мм)

5 Определяются предельные размеры вала Ø 58 h7

es = 0 мм

ei = - 0,030 мм

Наибольший диаметр  d_max:

      d_max = D + es = 58 + 0= 58(мм)     (27) [1, с. 16]

Наименьший диаметр  вала d_min:

      d_min = D + ei = 58 - 0.030 = 57.97(мм)    (28) [1, с. 16]

6 Определяется допуск вала Td:

      Td = es – ei = 0+ 0.030 = 0.030(мм)     (29)[1, с. 16]

7 Координата середины поля допуска вала e_c:

             (30)[1, с. 16]

8 Средний диаметр: dm = D + e_c = 58 – 0,015 = 57,985(мм)

9 Определяются предельные значения зазоров и натягов: Ø

Наибольший зазор S_max:

      S_max = D_max - d_min =58.023 – 57.97 = 0.053(мм)   (31)[1, с.17]

Наибольший натяг  N_max:

      N_max = d_max - D_min = 58 – 57,977 = 0,023(мм)    (32)[1, с.18]

10 Допуск посадки:

      T(S,N) = TD + Td = 0.046 + 0.030 = 0.076(мм)    (33)[1, с.18] 

      3.1.3 Вероятностный расчет посадки Ø

      Легкость  сборки и разборки соединений с переходными  посадками, а также характер этих посадок определяются вероятностью получения в них зазоров и натягов. Считаем, что рассеяние размеров отверстия и вала подчиняется закону нормального распределения и допуск деталей равен полю рассеяния, т.е Td = 6σ        (34)[1, с. 19]

Для отверстия: σ_D = TD / 6       (35)[1, с. 19]

      σ_D = 0.046 / 6 = 0,008(мкм)

Для вала: σ_d = Td / 6        (36)[1, с. 19]

      σ_d = 0.030 / 6 = 0,005(мкм)

<