Файл: 1. Определение элементов гладкого цилиндрического соединения с выбором средств.doc

_мм, _мм

ЗАДАНИЕ 3

1. 
   Выбрать посадку для подшипника 218 (0 класс точности) на вал редуктора. Определить зазор или натяг соединения.
   
2. 
   R = 9400 Н
   
3. 
   Рисунок 14
   

Решение

1. 
   Выбор посадки
   

Выполняем чертёж подшипника



Рисунок 6 – Подшипник 218
Из анализа конструкции подшипникового узла следует, что вращается внутреннее кольцо подшипника, а наружное медленно проворачивается в корпусе.

Согласно ГОСТ 3325-85 существует три вида нагружения подшипников. Посадку с зазором назначают для кольца, которое испытывает местное нагружение. Посадку с натягом назначают преимущественно для кольца, которое испытывает циркуляционное нагружение. При таком подходе к выбору посадок в подшипнике обеспечивается необходимый рабочий зазор между телами качения и дорожками качения при установившемся рабочем режиме и температуре.

Интенсивность нагрузки подсчитывается по формуле

кН/м (3.1)

Где R– радиальная нагрузка на опору, 9400 Н;

К₁ – динамический коэффициент, зависящий от характера нагрузки, 1 – при умеренных толчках и вибрации;

К₂ – коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе, 1 – при сплошном вале;

К₃ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между тел качения в двухрядных подшипниках, 1 – для подшипника с одним рядом колец;

b - рабочая ширина посадочного места, b = B-2r = 30 – 2  3 = 24 мм

В – ширина подшипника, 30 мм;

r- координата монтажной фаски внутреннего или наружного кольца подшипника, 2,5 мм

кН/м (19)

Таблица 6 – Поля допусков посадочных поверхностей валов и отверстий для сопряжения с кольцами подшипников

Класс точности	Поле допуска вала	Поле допуска отверстия
0	n6, m6, k6, js6, h6, g6	N7, M7, K7, Js7, H7

При нагружении более 300 Нм выбираем посадку вала – k6;

---

_{Посадка вал-подшипник}

Посадка отверстие-подшипник

Расчёт соединения 90L0/k6

Выполним расчеты предельных размеров, допусков и посадку для соединения вторичного вала с внутренним кольцом подшипника 90L0/k6. Для этого определим предельные отклонения мм:

ES = 0 мм; EI = -0,020 мм; es=+0,025 мм; ei= +0,003 мм.

Предельные размеры: D_max, D_min, d_max, d_min, мм, допуски T_D, T_d, мм.

D_max = D+ES = 90 + 0 = 90 мм.

D_min = D+EI =90 + (-0,02) = 89,98 мм.

T_D = ES-EI = 0 – (-0,02) = 0,02 мм.

d_max = d+es = 90 + 0,025 = 90,025 мм.

d_min =d+ei = 90 + 0,003 = 90,003 мм.

T_d = es-ei = 0,025 – 0,003= 0,022 мм.

Натяги

N_max= es-EI= 0.025 – (-0,020)= 0,045 мкм.

N_min= ei- ES = 0,003 – 0= 0,003 мкм.

Допуск посадки

T_N=T_D+T_d = 0,020+0,022 = 0,042 мм



Рисунок 7 - Посадка нвутренеого кольца подшипнка

Таблица 7 – Анализ посадки 90L0/k6

Наименование	Отверстие	вал
Обозначение поля допуска	90L0	90k6
Верхнее отклонение, мкм Нижнее отклонение, мкм	ES=0 EI=-0,020	es= 0,025 ei = 0.003
Наибольший предельный размер, мм	Dmax =90,0 Dmin=89,98	dmax= 90,025 dmin=90,003
Допуск размера, мм	TD=Dmax-Dmin=0,02	Td=dmax-dmin = 0,022
Наибольший натяг, мм Наименьший натяг, мм	Nmax = dmax-Dmin = 0,045 Nmin= dmin-Dmax = 0,003
Допуск посадки	TN=TD+Td = 0,020+0,022 = 0,042

Расчёт соединения 160H7/l0

Выполним расчеты предельных размеров, допусков и посадку для соединения задней крышки с наружным кольцом подшипника 160H7/l0.

Для этого определим предельные отклонения, мм:

ES = 0,040 мм; EI = 0,0 мм; es = -0,00 мм; ei =- 0,025 мм.

---

D_max = D+ES = 160 + 0.04 = 160,04 мм

D_min = D+EI = 160 – 0,0 = 160,00 мм.

TD = ES-EI = 40 - 0 = 40 мкм .

d_max = d+ es = 160 - 0,00 = 160,000 мм.

d_min = d+ei = 160 + (-0,025) = 159.975 мм.

Td =es-ei = – (-0,025) = 0,025 мм.

Зазоры в соединении

S_max = ES-ei = 0,040 – 0,018 = 0,058 мм.

S_min = EI-ei = 0 – 0 = 0 мм.

Допуск посадки

T_S=T_D+T_d = 0,040+0,025 = 0,065 мм

Строим схему полей допусков



Рисунок 8 - Поля допусков наружного кольца подшипника
Таблица 8 – Анализ посадки 160H7/l0

Наименование	Отверстие	вал
Обозначение поля допуска	160H7	160l0
Верхнее отклонение, мкм Нижнее отклонение, мкм	ES=0,04 EI=0	es= 0 ei = -0,025
Наибольший предельный размер, мм	Dmax =160,04 Dmin=160,00	dmax= 160,000 dmin=159,975
Допуск размера, мм	TD=Dmax-Dmin=0,04	Td=dmax-dmin = 0,025
Наибольший натяг, мм Наименьший натяг, мм	Smax = Dmax-dmin = 0,06 Smin= Dmin-dmax = 0,0
Допуск посадки	TS=TD+Td = 0,040+0,025 = 0,065

Рисунок 9 – Крышка и вал подшипника

4. 
   Расчёт посадок шпоночного соединения
   

В задании требуется

1. 
   Определить основные размеры шпоночного соединения.
   
2. 
   Выбрать поля допусков деталей шпоночного соединения по ширине шпонки.
   
3. 
   Назначить поля допусков и определить предельные отклонения остальных размеров шпоночного соединения.
   
4. 
   Подсчитать все размерные характеристики деталей шпоночного соединения и для сокращения отчета записать их в таблицу 4.
   
5. 
   Определить предельные зазоры и натяги в соединении шпонка-паз вала и шпонка-паз втулки.
   
6. 
   Вычертить схему расположения полей допусков по ширине шпонки.
   
7. 
   Вычертить эскизы шпоночного соединения и его деталей с указанием всех основных размеров и полей допусков в буквенном и числовом обозначении.
   

Исходные данные:

1. 
   Диаметр вала d, мм, 18.
   
2. 
   Конструкция шпонки - призматическая.
   
3. 
   Назначение (вид) соединения - свободное.
   

---

Решение
Учитывая характер соединения, посадка для паза на валу - 5 , в ступице колеса редуктора - 5 .


Рисунок 10 – Обозначение посадки шпоночного соединения

Учитывая характер соединения, посадка для паза на валу - 5 , в ступице колеса редуктора - 5 .

1. 
   Расчет посадки для паза в ступице 5
   

Определяем из таблиц 2 предельные отклонения для «отверстия» ES=+0,078 мм, EI= 0,030 мм,

предельные отклонения для «вала» es = 0, ei = -0,03 мм.

Расчет предельных размеров B_max, B_min, мм, и допуск T_B, мм, для ширины паза на валу рассчитывается по формулам.

B_max = b_h+ES =5 + 0,078 = 5,078 мм

B_min = b_h+EI = 5 + 0,030 = 5,030 мм

T_B = ES-EI = 0,098 – 0,040) = 0,058 мм

Предельные размеры b_max, b_min, мм, и допуск T_b, мм, для ширины шпонки рассчитываются по формулам

b_max = b_h +es= 5 + 0 = 5 мм

b_min = b_h +e i= 5 + (-0,03) = 4,97 мм

T_b = es-ei = 0 – (-0,03) = 0,03 мм.

Определяем соответственно зазор S, мм, и допуск T_S, мм

Smax = ES – ei = 0,078 – (-0,03) = 0,106 мм

Smin = EI – es = 0,030 – (-0,0) = 0,030 мм

T_S = TB+Tb = 0,048 +0,03 = 0,078 мм

Схема полей допусков соединения 5 представлена на рисунке 11.



Рисунок 11 – Поле допуска посадки 5

2. 
   Расчет посадки для паза в ступице 5
   

Определяем из таблиц 2 предельные отклонения для «отверстия» ES=+0,030 мм, EI= 0,000 мм,

предельные отклонения для «вала» es = 0, ei = -0,03 мм.

---

Расчет предельных размеров B_max, B_min, мм, и допуск T_B, мм, для ширины паза на валу рассчитывается по формулам.

B_max = b_h+ES =5 + 0,030 = 5,030 мм

B_min = b_h+EI = 5 + 0,000 = 5,000 мм

Допуск отверстия

T_B = ES-EI = 0,030 – 0,000 = 0,030 мм

Предельные размеры b_max, b_min, мм, и допуск T_b, мм, для ширины шпонки рассчитываются по формулам

b_max = b_h +es= 5 + 0 = 5 мм

b_min = b_h +e i= 5 + (-0,03) = 4,97 мм

Допуск вала

T_b = es-ei = 0 – (-0,03) = 0,03 мм

Определяем соответственно зазор S, мм, и допуск T_S, мм

Smax = ES – ei = 0,030 – (-0,03) = 0,060 мм

Smin = EI – es = 0,000 – (-0,0) = 0,000 мм

Допуск посадки

T_S = TB+Tb = 0,030 +0,03 = 0,060 мм

Схема полей допусков соединения 5 представлена на рисунке 7.



Рисунок 12 – Поле допуска посадки 5

Таблица 9 - Размерные характеристики деталей шпоночного соединения

Наименование размера	Номинальный размер, мм	Поле допуска	Предельные отклонения, мм		Предельные размеры, мм		Допуск размера, Т, мм
			верхнее	нижнее	max	min
Ширина шпонки	5	h9	0	-0,03	5,000	4,97	0,03
Высота шпонки	5	h11	0	-0,075	5,00	4,925	0,025
Ширина паза вала	5	H9	0,03	-0,000	5,03	5,00	0,03
Глубина паза вала	3	--	0,1	0	3,1	3	0,1
Ширина паза втулки	5	D10	0,078	0,030	5,78	5,03	0,048
Глубина паза втулки	2,3	--	+0,10	0	2,4	2,3	0,10
Диаметр шпонки *(для сегментных шпонок)	19	h12	0	-0,3	19	18,7	0,3

---