Расчет и выбор посадок с гарантированным зазором

Наиболее распространенными соединениями с зазором являются подшипники скольжения.

При вращении вала положение его оси определяется абсолютным эксцентриситетом е или относительным эксцентриситетом χ (χ = 0,5… 0,95)

^,

где S – зазор соединения

Расчет и выбор посадки с зазором сводится к определению двух предельныхфункциональных зазоров S_minф. и S_maxф.по которым производится выбор стандартной посадки.

Минимальный функциональный зазор S_{min ф}. определяется из условия обеспечения жидкостного трения между валом и вкладышем.

Минимальный слой смазки, при котором обеспечивается жидкостное трение h_min = h_ж.с.:

h_ж.с. ≥ k (Rz₁ + Rz₂ + h_g),

где Rz_1, Rz₂ – шероховатость контактирующих поверхностей;

h_g – добавка, учитывающая отклонение нагрузки, температуры, скорости от расчетных, а также механические включения масла ( h_g = 1…4 мкм);

k – коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя (k ≥ 2).

Минимальный функциональный зазор:

Максимальный функциональный зазор определяется из условия неразрывности масленого слоя и зависит от вязкости смазки, частоты вращения цапфы (вала), радиальной нагрузки на соединение, длины и диаметра соединения.

По полученным предельным функциональным зазорам S_minф., и S_maxф. подбирается стандартная посадка, при этом обеспечиваются условия выборапосадки:

1.S _{min таб.} > S _{min ф.}

2.S _{max таб}. ≤ S_maxф.

Разность между S_{min ф}., и S_maxт. называется запасом на износ.

Полагая, что износ вала и втулки происходит с одинаковой интенсивностью, то для них запас на износ делится на 2.

Пример.Для номинального диаметра соединения 16 мм по рассчитанным предельным значениям функциональных зазоров S_{min ф.} = 10мкм, S_maxф. = 69 мкм подобрать стандартную посадку в системе отверстия и рассчитать запасы на износ для отверстия и вала. Построить схему полей допусков выбранной посадки.

Решение. Решение задачи начинаем с построения схемы полей допусков. По условию задана система отверстия, поэтому на нулевой линии строим поле допуска основного отверстия Н. Задаемся квалитетом точности 7 (посадку рекомендуется выбирать в 6…9 квалитетах точности), выписываем из стандарта предельные отклонения для Н7.

Для обеспечения зазора в соединении поле допуска вала должно располагаться ниже поля допуска отверстия, т. е. в данном случае ниже нулевой линии. Строим поле допуска вала (схематично, без обозначений).

Величина минимального табличного зазора будет определяться верхним предельным отклонением вала по ГОСТ 25347-82. Поэтому, в стандарте необходимо найти такое поле допуска вала, у которого верхнее отрицательное отклонение было бы больше (по модулю) или равно S_{min ф} =10 мкм (первое условие выбора). Подбор ведем начиная с 6-го квалитета точности. При выборе поля допуска вала первое условие может обеспечивать несколько полей. Рекомендутся выбирать предпочтительное поле (если такое имеется) и обеспечивающее наибольший запас на износ. Такому условию удовлетворяет вал с полем допуска и квалитетом точности f7, которое является предпочтительным.

S_{min ф} ≤ S_{min т}; 10 < 13 мкм.

Зная предельные отклонения вала и отверстия рассчитаем максимальный табличный зазор и сравним его с максимальным функциональным:

S_{max т} < S_{max ф}, 43 < 69, т.е. выполняется второе условие. Следовательно выбранная посадка обеспечивает условия выбора.

Запишем выбранную посадку Ø16 , для

Рассчитываем запас на износ:

S_з.и. = (S_{max ф} - S_{max т}) / 2 = (69 - 43) / 2= 13 мкм.

Схема расположения полей допусков выбранной посадки с зазором приведена на рисунке.