Выбор и расчет посадок типовых соединений. Расчёт гладкого цилиндрического соединения. Расчёт подшипникового соединения

номинальному размеру и полям допусков, пользуясь данными таблиц 2 и 3, находим значения предельных отклонений посадочного отверстия втулки Æ40F8 и посадочной поверхности вала Æ40k6:

ES	=	+64 мкм=+0,064 мм;
EI	=	+25 мкм=+0,025 мм;
es	=	+18 мкм=+0,018 мм;
ei	=	+2 мкм=+0,002 мм.

Рассчитываем значения предельных размеров деталей соединения Æ40F8/k6:

Dmax	=	D+ES	=	40+(+0,064)	=	40,064 (мм);
Dmin	=	D+EI	=	40+(+0,025)	=	40,025 (мм);
dmax	=	d+es	=	40+(+0,018)	=	40,018 (мм);
dmin	=	d+ei	=	40+(+0,002)	=	40,002 (мм).

Находим допуски размеров отверстия Æ40F8 и вала Æ40k6:

TD	=	Dmax-Dmin	=	40,064-40,025	=	0,039 (мм);
Td	=	dmax-dmin	=	40,018-40,002	=	0,016 (мм).

Посадка F8/k6 является посадкой с гарантированным зазором, поэтому рассчитываем значения максимального и минимального зазоров:

Smax	=	Dmax-dmin	=	40,064-40,002	=	0,062 (мм);
Smin	=	Dmin-dmax	=	40,025-40,018	=	0,007 (мм).

Определяем допуск посадки:

TS

=

Smax-Smin

=

0,062-0,007

=

0,055 (мм);

Строим схему расположения полей допусков с указанием числовых значений всех параметров:

3. Для нормальной работы соединения требуется соблюдение формы сопрягаемых деталей. Так как поверхности цилиндрические, то находим величину отклонения от цилиндричности. Принимаем для данного соединения относительную геометрическую точность формы нормальную. По таблице 5 для 8 квалитета степень точности формы будет 7, для 6 квалитета степень точности формы установлена 5. Тогда по таблице 6 допуск цилиндричности для отверстия будет 20 мкм, а для вала – 8 мкм.

Для нормальной относительной геометрической точности допускаемые значения параметра шероховатости Ra в зависимости от допуска размера T(D, d) и формы устанавливаются из условия:

Ra £ 0,05T(D, d);

Для отверстия Æ40F8 граничное значение параметра Ra=0,05×0,039=0,00195 (мм). По таблице 7 подбираем значение Ra=2 мкм. Для вала Æ40k6 максимальное значение Ra=0,05×0,016=0,0008 (мм). По таблице окончательно выбираем Ra=0,8 мкм.

Задача 2 Расчёт подшипникового соединения 4 – подшипник - вал и 5 – подшипник - корпус

1. По таблице 96 /1/ определим размеры шарикового подшипника 308: d=40 мм, D=90 мм, B=23 мм.

2. Исходя из условий работы узла можно сделать вывод о том, что характер нагружения наружного кольца местный, а внутреннего – циркуляционный. В общем машиностроении используются подшипники 0 и 6 классов точности. Выберем подшипник нулевого класса точности. По таблицам 10, 11 выбираем предельные отклонения внешнего кольца Æ90 мм для l0 (0;-0,015) и внутреннего кольца Æ40 мм для L0 (0;-0,012).

При местном характере нагружения посадка внешнего кольца подшипника с корпусом должна быть с зазором, выбираем по таблице 12 поле допуска корпуса H7(+0,035;0), а при циркуляционном характере нагружения соединение внутреннего кольца подшипника с валом должно быть с натягом, поэтому по таблице 13 выбираем поле допуска вала m6 (+0,025;+0,009).

3. Определяем предельные размеры колец подшипника и предельные размеры и допуски посадочных поверхностей вала и корпуса:

-наружное кольцо подшипника Æ90l0 (0;-0,015):

D_{m max}=D_m+es=90+0=90 (мм);

D_{m min}=D_m+ei=90+(-0,015)=89,985 (мм);

TD_m=0,015 (мм);

-внутреннее кольцо подшипника Æ40L0 (0;-0,012):

d_{m max}=d_m+ES=40+0=40 (мм);

d_{m min}=d_m+EI=40+(-0,012)=39,988 (мм);

Td_m=0,012 (мм);

-отверстие Æ90H7(+0,035;0):

D_max=D+ES=90+0,035=90,035 (мм);

D_min=D+EI=90+0=90 (мм);

TD=ES-EI=0,035-0=0,035 (мм);

-вал Æ40m6 (+0,025;+0,009):

d_max=d+es=40+0,025=40,025 (мм);

d_min=d+ei=40+0,009=40,009 (мм);

Td=es-ei=0,025-0,009=0,016 (мм);

Определяем предельные зазоры и натяги соединений:

-внутреннее кольцо подшипника - вал (L0/ m6) – посадка в системе отверстия с натягом:

N_max=d_max – d_{m min}=40,025-39,988=0,037 (мм);

N_min=d_min – d_{m max}=40,009-40=0,009 (мм);

TN=0,028 (мм);

-наружное кольцо подшипника – корпус (H7/ l0) – посадка в системе вала с зазором:

S_max= D_max – D_{m min}=90,035-89,985=0,05 (мм);

S_min= D_min – D_{m max}=90-90=0 (мм);

TS=0,05 (мм);

4. Строим схемы расположения полей допусков подшипникового соединения, указывая зазоры и натяги:

 

5. По таблице 15 определяем шероховатость посадочных поверхностей:

вала – Ra1,25 мкм;

отверстия – Ra2,5 мкм.

Отклонение от цилиндричности деталей под подшипники качения при повышенной относительной геометрической точности равно 0,2 от допуска на размер:

- допуск цилиндричности вала: 0,2×0,016=0,0032 (мм);

- допуск цилиндричности отверстия: 0,2×0,035=0,007 (мм);

Окончательно принимаем по таблице 9: для вала допуск цилиндричности 2,5 мкм, для отверстия – 6 мкм.

Задача 3 Расчёт посадок шпоночного соединения 6 – шестерня - корпус - вал

1. По диаметру вала в таблице 16 определяем размеры шпонки:

при d=50 мм: b=14 мм – ширина шпонки, h=9 мм – высота шпонки, t₁=5,5 мм, t₂=3,8 мм.

2. По таблице 17 для призматических шпонок при нормальном соединении поля допусков по размеру b принимаются следующие: для шпонки – 14h9 (0;– 0,043), для паза вала – 14N9 (0;– 0,043), для паза втулки – 14J_S9 (+0,021;– 0,021).

Размеры вала (d – t₁) и втулки (D+t₂) ,будут иметь отклонения (таблица