Расчет и выбор посадок с зазором. Методы расчета. Порядок выбора посадок. Обозначение, страница 2

Жидкостная смазка ПС обеспечивается в случае, когда действительный зазор сопряжения находится в интервале от  [Smin] - наименьшего функционального до  [Smax] - наибольшего функционального. Предельные зазоры реальной выбранной посадки Smin и Smax  должны находиться в промежутке между функциональными (см.рис.7.3). Практикой установлено, что оптимальный рабочий режим ПС ( t = 50°C, при наибольшей толщине h') наблюдается при условии, когда соотношение рассматриваемых показателей определяется равенством  h' = 0.25S.  Зазор (S), при котором наблюдается наибольшая толщина слоя масла между цапфой и поверхностью втулки (рис.7.2.б) называется оптимальным (Soпт). Поэтому при выборе стандартной посадки необходимо,чтобы ее среднее значение зазора было равно оптимальному :

Sср.ст.» S oпт .                                             ( 7.1 ) где                    Sср.ст = ( Smin+ Smax ) / 2                     

Существенное влияние на зазор и, соответственно, на hmin оказывают погрешности формы  gф,  расположения  gр, упругого изгиба  gи, температуры  gt и  др.

Существует несколько методов расчета  посадок с зазором, каждый из которых определяется уровнем проработки влияния дополнительных погрешностей деталей на зазоры, и, в конечном итоге, на толщину масляного слоя между поверхностями шипа и втулки (вкладыша) в рабочем режиме.

                                                      Методы расчета

Исходные данные:

l -длина сопряжения, м;

d - диаметр сопряжения, м;

F=P=R*,  усилие на один шип, H;

w - угловая скорость, с-1 ;

w= pn/ 30 ;

где n - частота вращения   вала, об/мин.

Для расчета ПС необходимы материал вала и втулки и смазочный материал, который, в общем случае, определяется линейной скоростью точки поверхности вала      [1, 9, 10].

m ¾ динамическая вязкость масла,    H·c/м2 = Pa·c.

*  -  условные обозначения усилия равнозначны

1.Приближенный метод. Данный метод проводится с введением ряда опытных данных и ограничений. Этот метод расчета допустим при соотношении ld = 0.5…1.5 включительно и приведен в задании 4 [9]. Решение задачи данным методом сводится к определению Sопт , с учетом только погрешностей шероховатостей поверхностей и последующим выбором стандартной посадки  согласно ф.(7.1).

При данном методе расчета погрешности, вносимые изменением формы за счет температуры, упругой деформации и др., не учитываются.

Характеристическое произведение h·S определяется по ф.(7.2):

hS = 0.52d2 wml p(d  + l)                                 (7.2)

где h – толщина масляного слоя в рабочем режиме,м (рис. 7.2.б);

s – зазор в ПС, м; 

p- удельное давление, Пa;

p=F/ (d·l )                                                          (7.3)

и с учетом зависимости наибольшей толщины масляной пленки hопт=.25Sопт  определяется величина оптимального зазора:

Sопт = Ö4·.52d2 wml p( d+l ) = 2ÖhS                             (7.4 )

Тогда расчетный зазор составит :

Sрасч=Sопт – 2(Rz1+Rz2 ),                                                          ( 7.5 )  где RzD, Rzd– шероховатости поверхностей отверстия и вала, м.

Далее выбирается стандартная посадка, порядок выбора которой рассмотрен выше и средний  зазор которой должен быть равен расчетному:

Sср ст » Sрасч                                                                         (7.6 )

Разность значений среднего зазора стандартной посадки и расчетного зазора должна соответствовать неравенству:

( Sрасч - Sср ст )   Sрасч ·1 £ 5%                                  (7.7)

После выбора посадки необходимым и достаточным условием является определение hmin, величина которой должна быть больше суммы шероховатостей сопрягаемых поверхностей (см. рис. 7.2, в), и соответствует неравенству ф.(7.8):

hmin> RzD+ Rzd ,                                                   ( 7.8 )

где hmin – минимальная толщина масляного слоя  

hmin = hSSmax ст + 2(RzD + Rzd)                         (7.9)

Несоблюдение неравенства ф. (7.8) приводит к разрыву масляной пленки (рис.7.2, б)  и переходу режима работы ПС на полусухое или сухое трение. В этом случае расчет ПС  проводится  иным   методом  [1, 5].

2. Упрощенный метод расчета ПС.Данный метод подробно рассмотрен в работе   [5, c.304 ].Особенность  этого метода  заключается в том, что толщина масляного слоя определяется с учетом геометрических погрешностей формы, вносимых не только шероховатостью, но и другими  погрешностями и рассчитывается по ф. (7.10 ):