3901

21

Таблица 3.1

5Порядок выполнения работы

5.1Установить на вал предназначенную для испытаний головку (по указанию преподавателя). Проверить надежность фиксации головки.

5.2Снять заднюю крышку и перебросить ремень на шкивы, соответствующие частоте вращения, равной 970 мин-1.

5.3Убедившись, что масла в подшипнике нет, включить электродвигатель и дать поработать 2…5 мин, создав нагрузку 2000…3000 Н.

5.4Включив электродвигатель, создать винтом нагружения ряд нагрузок на подшипники: 2500; 5000; 7500; 10000 Н, используя тарировочный

22

график и индикатор динамометра. На каждой ступени нагружения включить установку и по шкале замерить момент трения.

5.5Затем установить 1880 и 2860 мин-1 и произвести испытания в том

же порядке.

5.6Следующее испытание произвести с заполнением подшипника маслом до центра нижнего шарика при тех же нагрузках и тех же скоростях.

5.7Заполнить подшипник до погружения в масло нижней части внутреннего и в той же последовательности произвести испытания.

Испытания в пунктах 5.6 - 5.7 проводить по возможности при установившейся (постоянной) температуре масла.

5.8Данные испытаний занести в табл. 3.2.

5.9По формуле (3.5) вычислить условный коэффициент трения и тоже занесите в табл. 3.2.

5.10Используя данные табл. 3.2, построить графики зависимости момента трения и условного коэффициента трения от нагрузки и частоты вращения при различных уровнях смазки.

6Оформление отчета

6.1Схема установки, краткое описание устройства и работы.

6.2Данные по подшипникам, установленным для испытания.

6.3Расчетные зависимости.

6.4Результаты испытаний (табл. 3.2).

6.5 Графики зависимостей ТТ = ϕ(F) fпр = ϕ(F) при различном уровне масла в подшипнике.

7Контрольные вопросы

7.1Как изменяется момент трения с изменением нагрузки и частоты

вращения?

7.2Как изменяется условный коэффициент трения с изменением нагрузки и частоты вращения?

7.3Как влияет на момент трения и на условный коэффициент трения заполнение подшипника маслом?

Нагрузка, Н

24

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ИЗУЧЕНИЕ ПОСАДОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН

1 Цель работы

Ознакомление с рекомендациями по выбору посадок зубчатых колес, шкивов ременных передач, звездочек цепных передач и подшипников качения.

2Общие сведения

Вмашинах и механизмах соединяемые между собой детали должны иметь в зависимости от условий работы различную свободу относительного перемещения, определяемую степенью сопротивления их взаимного смещения. Например, соединение зубчатого колеса с валом должно обеспечить неподвижность, а соединение подшипника скольжения с валом – свободное вращение. Выполнение указанных требований осуществляется применением той или иной посадки. Посадки разделяют на три группы:

- с натягом (для неподвижных соединений); - с зазором (для подвижных соединений);

- переходные (возможна подвижность при приложении небольшого усилия).

Приведём понятия по терминологии единой системы допусков и посадок. Вал – термин, применяемый для обозначения наружных (охватываемых)

элементов деталей.

Отверстие – термин, применяемый для обозначения внутренних (охватывающих) элементов деталей.

Номинальный размер – основной размер, который определяется расчетом на прочность или по конструктивным соображениям, он служит началом отсчета отклонений. Номинальные размеры округляются в соответствии с нормальным рядом чисел по ГОСТу.

Действительный размер – это размер, полученный в результате измерения с допустимой погрешностью.

Предельными размерами называют максимальное и минимальное значения размера, между которыми должен находиться действительный размер детали. Большее из них – наибольший предельный размер, меньшее – наименьший предельный размер.

Отклонение размера – алгебраическая разность между действительным размером и его номинальным значением.

Верхнее предельное отклонение – алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным.

Нижнее предельное отклонение – разность между наименьшим предельным размером и номинальным.

25

Допуском размера называют разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами. Допуск диаметра отверстия δD = Dmax − Dmin ,

допуск диаметра вала δd = dmax − dmin , где Dmax и Dmin – наиболее и наименее допустимые диаметры отверстий; dmax и dmin – наиболее и наименее допустимые диаметры вала.

Поле допуска – совокупность всех возможных отклонений в пределах допуска.

Зазор – разность действительных размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала.

Натяг – разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия.

Различают посадки в системе отверстия – это такие посадки, при которых наименьший предельный размер отверстия равен номинальному (нижнее отклонение равно нулю), и посадки в системе вала, у которых наибольший предельный размер вала равен номинальному (верхнее отклонение равно нулю). Например, в системе отверстия: отверстие 50+0,5, вал 50+−00,,0301 ; в систе-

ме вала: отверстие 50+−00,,0502 , вал 50-0,02. Всегда верхнее отклонение записы-

вается выше, нижнее – ниже номинального размера, справа от него. В нашей стране в основном принята система отверстия.

Для краткости на чертежах размеры и положенные поля допуска, определяющие характер соединения, обозначают буквой латинского алфавита – прописной (заглавной) А, В, С…Z для отверстий и строчной (малой) а, в, с…z для валов (табл. 4.1).

На чертежах предельное отклонение указывается следующим образом:

-условными обозначениями, например отверстие 50Н7, вал 55q6;

-числовыми значениями в мм, например отверстие 50+0,05, вал50−−0,0320,059;

-комбинированным способом, например отверстие 18Н7+0,018, вал

12е8 −− 00,,032059 .

26

На сборочных чертежах посадки указывают в виде дроби, в числителе –

для отверстия, в знаменателе - для валов. Например, 50 Н7 . g6

Цифра справа от буквенного обозначения посадки характеризует степень точности (степень качества) соединения, или квалитет (табл. 4.2)

В машинах и механизмах общего назначения обычно применяют средние квалитеты.

3 Рекомендации по выбору посадок

3.1 Посадки зубчатых и червячных колес

Посадка зубчатых и червячных колес на вал, как правило, выполняется в системе отверстия. При выборе типа посадки учитывают условия работы и величину передаваемой нагрузки.

Для неподвижных соединений колес с валом, которые требуют периодической разборки, применяют переходные посадки Нn67 и Hk67 (первая –

для небольших нагрузок, вторая – для средних, при мощности двигателя до 5 кВт). Для зубчатых и червячных редукторов общего назначения обычно

используют посадки Нr67 , Hs67 , Hp67 , mH76 . Для цилиндрических зубчатых и червячных колес наиболее употребима посадка Hp67 , для конических колес mH76 . Для подвижных блоков шестерен коробок передач по шпонкам применяют посадки Нh67 , Hf 67 , He87 . Посадку зубчатого вала на ступицу червячного колеса осуществляют при сплошной нагрузке по Hp67 , при умеренных толчках по Hr67 , Нn67 .

27

3.2 Посадка шкивов и звездочек

Рекомендуемые посадки шкивов ременных передач и звездочек цепных передач – переходные: при спокойной нагрузке Нк67 , при умеренных толчках

mН76 , Hn67 (если шкивы и звездочки установлены на шпонках).

3.3 Посадки подшипников качения

Посадки подшипников качения в корпус и на вал производятся в зависимости от режима работы в табл. 4.3.

4 Соединения с натягом (прессовые соединения)

В последнее время для передачи момента со ступицы детали на вал все чаще стали применять соединения с натягом (без шпонок и шлицевых соединений).

Исходными данными являются: вращающий момент на ступице Т, Нмм; диаметр соединения d, мм; диаметр отверстия пустотелого вала d1, мм (для сплошного вала d1=0); диаметр (условный) ступицы d2, мм; длина сопряжения

l, мм.

где k – коэффициент запаса сцепления (муфты соединительные k=3, штифты ременных передач k=4, звездочки цепных передач k=3,5, зубчатые колеса k=4,5);

f – коэффициент трения (табл.4.4).

28

2,1.105МПа, для чугуна – 0,5.105МПа, для бронзы и латуни – 105МПа; µ - коэффициент Пуассона: для стали – 0,3, чугуна – 0,25, бронзы и латуни – 0,35.

Затем производят проверку на обмятие микронеровностей, мм,

(4.4) где Ra1 и Ra2 - средние арифметические отклонения профиля поверхностей (табл.4.5). Табличные значения перевести в мм.

Проводят проверку на температурную деформацию (обычно при подборе посадки зубчатых венцов червячных передач, которые нагреваются при работе передачи до высоких температур).

29

где α - коэффициенты: для стали – 12.10-6, для чугуна – 10.10-6, для бронзы, латуни – 19.10-6;

t1 и t2 – средние объемные температуры соответственно обода центра и венца колеса.

Находят минимальный натяг (мм), который для передачи вращающего момента должен быть

Определяют максимальный натяг (мм), допускаемый прочностью охватывающей детали

где [δ]=[p]max δ/p, мм – максимальная деформация, допускаемая прочностью

охватывающей детали ([p]max = 0,5σT2 [1− (d/d2 )2 ], МПа –максимальное давление, допускаемое прочностью охватывающей детали, где σT2 - предел текуче-

сти материала охватывающей детали ,МПа).

Производят выбор посадки. По значениям [N]min и [N]max , переведя их размерности в мкм, выбирают из табл.4.6 одну из посадок.

5 Порядок выполнения работы

5.1Ознакомиться с терминологией единой системы допусков и посадок.

5.2Изучить систему обозначения посадок.

5.3Ознакомиться с рекомендациями по выбору посадок зубчатых и червячных колес.

30

5.4Ознакомиться с рекомендациями по выбору посадок шкивов и звез-

дочек.

5.5Ознакомиться с рекомендациями по выбору посадок подшипников

качения.

5.6Изучить методику расчета и выбора посадок для прессовых соеди-

нений.

6 Оформление отчета

6.1Привести наиболее употребимые посадки зубчатых и червячных колес, шкивов ременных передач, звездочек цепных передач и подшипников качения.

6.2Представить расчет по выбору посадки прессового соединения зубчатого колеса с валом по данным: передаваемый вращающий момент Т=200000 Нмм; диаметр соединения d=35 мм; вал сплошной, то есть d1=0;

диаметр ступицы колеса d2=50 мм; длина ступицы l=35 мм; материал вала – Сталь 45, материал колеса и его ступицы - Сталь 45. Предел текучести взять разным σT2 =500 МПа.

7 Контрольные вопросы

7.1Как понимать термин «посадка в системе отверстия»?

7.2Как понимать термин «посадка в системе вала»?

7.3Как обозначается посадка на сборочных чертежах и на чертежах деталей машин ?

7.4В чем суть методики расчета посадок прессовых соединений ?