Контрольная работа по "Физике"

1. Выполнить расчет и выбор посадки с зазором (по оптимальному зазору)
Данные:
материал втулки – алюм. сплав;
номинальный диаметр D=50мм,
длина соединения L=25мм;
число оборотов вала n=2500 об/мин;
радиальная нагрузка P=2,4 кН;
температура смазки T
угол охвата подшипника
Расчёт:
D=0,05м;
L=0,025м;
P=2400H;
w(угловая скорость)= 2*3,14*2500/60= 262 1/c;
1.Определяем среднее давление на опору:
p=
2.Определяем относительную длину подшипника:

3.Определяем характеристику режима:

4.Определяем оптимальный относительный зазор:
,где
-коэффициент оптимального зазора.
5. Для заданного диаметра находим оптимальный зазор:

6. Определяем толщину смазочного слоя при оптимальном зазоре:

7. Выбираем посадку по ГОСТ25347-82,которая обеспечивает зазоры, близкие к оптимальному, то есть .Условию удовлетворяют посадка: ø
Для посадки ø :


На основании полученных данных выбираем посадку: ø
т.к. она является оптимальной и удовлетворяет требованиям: , близкое к 2.
8. Определяем наименьший и наибольший относительные зазоры:

9. Определим коэффициенты несущей способности (нагруженности) для наименьшего и наибольшего относительного зазоров:

10. Находим относительные эксцентриситеты для предельных зазоров при наименьшем зазоре при наибольшем зазоре

11. Находим минимальные толщины смазочного слоя, которые будут обеспечиваться при предельных зазорах.
при наименьшем зазоре:

при наибольшем зазоре:

Эти значения были бы при , однако подшипник может при малых зазорах нагреваться до более высокой температуры.
12. Предполагая работу подшипника без принудительной смазки под давлением, произведем тепловой расчет при наименьшем зазоре. Примем температуру подшипника равной 70 .
Динамическая вязкость масла при 70

Характеристика режима:

Коэффициент несущей способности
,
соответствует относительному эксцентриситету 0,3 , для которого определяем коэффициент сопротивления вала вращения для половинного подшипника
Условный коэффициент трения получаем так:

Вычисляем превышение температуры подшипника свыше нормальной температуры, равной 20 :
,где

Отсюда температура подшипника и смазки будет равна:

13. При полученной температуре работы подшипника относительный эксцентриситет равен 0,3 и наименьшая толщина слоя смазки составит

14. Установим критическую толщину смазки, исходя из выбора коэффициента запаса надежности жидкостного трения . Тогда из уравнения получим

Для обеспечения надежного жидкостного трения устанавливаем следующие требования к шероховатости поверхностей и допускам формы:
высота неровностей поверхности вала
высота неровностей поверхности подшипника
допуски неровностей поверхности подшипника
коробка скорость передача посадка
.
Таким образом, критическая толщина масляного слоя будет составлять следующую величину:


2. Расчет размерной цепи
Дано: размерная цепь, образующаяся при установке вала в корпус редуктора, согласно сборочному чертежу (рис.1). Номинальные размеры составляющих звеньев:
А1 = 490 мм, А2 = 5 мм, А3 = 48 мм, А4 = 52 мм, А5 = 55 мм, А6 = 80 мм, А7 = 180 мм, А8 = 52 мм, А9 = 5 мм, А10 = 32 мм
Основное условное обозначение подшипников: 234
Даны предельные отклонения замыкающего звена: ЕSАΣ = +0,12 мм, ЕIАΣ = -0,98 мм.
Класс точности подшипников: 0

Рис. 1 Размерная цепь узла вала редуктора
Вначале определяем допуск замыкающего звена путем вычисления разности его предельных отклонений:
ТАΣ = ЕSАΣ - ЕIАΣ = +0,12 – (-0,98) = 1,1 мм = 1100мкм
По имеющимся данным ширины колец подшипников (52 мм) и класса точности подшипников – 0, находим:
ЕSА4 = ЕSА8 = 0;
ЕIА4 = ЕIА8 = -0,25 мм.
ТА4 = ТА8 = 0,25 мм = 250 мкм.
Допуск замыкающего звена, за вычетом допусков колец подшипников, составляет
1,1 – 2*0,25 = 0,6мм = 600мкм.
Для распределения этого значения на допуски звеньев А1, А2, А3, А5, А6, А7, А9, А10 воспользуемся методом одного квалитета, т.е. постараемся подобрать такой квалитет, чтобы допуски звеньев, изготовленных по этому квалитету, в сумме составляли число, близкое к 600

Откуда

= 3,89+0,73+1,56+1,86+1,86+2,52+0,73+1,56=14,71мкм

Из таблицы допусков находим, что ближайшим к вычисленному значению 40,789 является значение 40, соответствующее 9 квалитету, т.е. все составляющие звенья размерной цепи (кроме колец подшипников) нужно изготавливать по 10-му квалитету.
Находим значения допусков для составляющих звеньев и вычисляем их сумму. Эта сумма не равна заданному допуску замыкающего звена (т.к. количество единиц допуска 9-го квалитета лишь приближенно соответствует вычисленному значению 40,789). Поэтому необходимо скорректировать (увеличить) значение допуска для одного из составляющих звеньев на 13 мкм. Выбираем в качестве зависимого звена звено А5, как наиболее просто изготавливаемое и измеряемое и рассчитываем для него нестандартные предельные отклонения.

В шестую графу таблицы 1 заносим скорректированное значение TA5, прежние значения допусков остальных звеньев и вычисляем сумму всех допусков, которая должна получиться равной заданному допуску замыкающего звена.
Последним шагом решения является назначение предельных отклонений составляющих звеньев.
Для этого необходимо сначала определить для каждого звена, является ли представляющим его размер детали охватывающим («отверстием»), охватываемым («валом») или не охватываемым и не охватывающим (ни «валом», ни «отверстием»). Эти данные заносим в седьмой столбец таблицы 1. Предельные отклонения для звеньев - «отверстий» назначаем для основных отверстий ( для звеньев – «валов» - как основных валов ( для звеньев, - н