Расчет и выбор посадки с натягом

Посадки с натягом (прессовые посадки) предназначены для образования неподвижных соединений. При запрессовке труб или колец (наиболее общий случай) величина натяга складывается из деформации сжатия внутренней трубы и деформации растяжения наружной трубы (см. рис.6) т.е.

(3.1)

 

Рис. 6 Запрессовка труб

Упругие силы, вызываемые натягом, создают по поверхности соединения деталей напряжения, препятствующие их взаимному смещению.

Предельные значения натягов выбранной прессовой посадки должны удовлетворять следующим условиям:

При наименьшем натяге должна обеспечиваться прочность соединения, т.е. не должно быть относительного поворота деталей от действия внешнего крутящего момента или осевого усилия, или их совместного действия. Это условие выполнятся, если

, (3.2)

где – наибольший прикладываемый к одной детали момент кручения; – момент трения, зависящий от натяга, размеров соединяемых деталей, шероховатости поверхностей и других факторов.

При наибольшем натяге должна обеспечиваться прочность соединяемых деталей, т.е. наибольшее напряжение, возникающее в материалах деталей, не должно превышать допустимого значения.

Величину наименьшего натяга при условии, что сопрягаемые поверхности идеально гладкие, рассчитывают по формуле:

, (3.3)

где – удельное эксплуатационное давление по поверхности контакта, Па; – номинальный диаметр соединения, мм; – модули упругости материалов соединяемых деталей, для стали ; для чугуна ; для бронзы и латуни .

, (3.4)

где – геометрические параметры; – диаметры соединяемых деталей, мм; (см. рис. 6); – коэффициенты Пуассона для материалов охватываемой и охватывающей детали (см. табл. 6).

Величина удельного контактного эксплуатационного давления определяется (1?????? ):

При осевом сдвигающем усилии

. (3.5)

При крутящем моменте

. (3.6)

При их совместном воздействии

, (3.7)

где – осевое усилие, – крутящий момент, Н·м; и – номинальный диаметр и длина соединения, мм; – коэффициент запаса прочности соединения на возможные перегрузки и воздействие вибраций; – коэффициент трения (сцепления).

В расчетах используют следующие приближенные значения коэффициента трения.

 

Таблица 5

Значение коэффициентов трения

Метод Запрессовки	Материал деталей	Смазка	Коэффициент трения сцепления при распрессовке в момент сдвига
Охватываемой	Охватывающей	Осевом	Круговом
Механическая запрессовка	Сталь 30-50	Сталь 30-50 Чугун СЧ 28-48 Магниево-алюминиевые сплавы Латунь бронза	Машинное масло В сухую	0, 2 0, 17   0, 09   0, 10 0, 07	0, 08 0, 09   0, 03   0, 04 -
Нагрев или охлаждение	Сталь 30-50	Сталь 30-50 Нагрев Охлаждение Чугун СЧ 28-48 Магниево-алюминиевые сплавы Латунь	В сухую	0, 40 0, 40 0, 18   0, 15 0, 25	0, 35 0, 16 0, 13   0, 10 0, 17
Сталь 30-50	Сталь 30-50 Нагрев Охлаждение Чугун СЧ 28-48 Магниево-алюминиевые сплавы Латунь	В сухую	0, 40 0, 40 0, 18     0, 15 0, 25	0, 35 0, 16 0, 13     0, 10 0, 17
Бр ЦС 6-6-3   БрАЖ 9-4 БрАЖ 11-6-6	Чугун   СЧ 15-32   Сталь 45	- * -	0, 07   0, 07	- -

Прежде чем приступить к выбору посадки, следует проверить обеспечение прочности соединяемых деталей. Для этого определяют предельное допустимое удельное контактное давление на основе теории наибольших касательных напряжений.

,

, (3.8)

где и – условный предел текучести или предел прочности сопрягаемых отверстий и вала (табл.6); χ – коэффициент, зависящий от отношения и выбираемый по графику (см. рис. 7).

 

Рис. 7?????????

Наибольший расчетный натяг, при котором возникает наибольшее допускаемое давление , находят по формуле:

, (3.9)

Таблица 6

Значения для некоторых материалов

Марка материала	, Па		Марка материала	, Па
Сталь 25		0, 3	Чугун 28-48		0, 25
Сталь 30		Бронза БрАЖН 11-6-6
Сталь 35		Латунь ЛМЦОС 58-2-2-2
Сталь 45

 

Стандартную посадку выбирают таким образом, чтобы детали не проворачивались относительно друг друга, поэтому

(3.10)

При выборе посадки необходимо учесть, что на прочность соединения вала и отверстия оказывает существенное влияние высота микронеровностей.

Для расчета компенсации влияния микронеровностей применяют следующую формулу:

, (3.11)

где и – коэффициенты, учитывающие величину смятия микронеровностей отверстия и вала (табл. 7);

– высота неровностей поверхностей отверстия и вала (табл. 8)

Таблица 7

Значения коэффициентов и

Метод сборки соединения	Материалы сопрягаемых деталей
Сталь	Сталь и чугун	Бронза и сталь
Механическая без смазки	0, 5	0, 15	0, 7
Механическая с смазкой	0, 25	0, 15	0, 7
С нагревом охватывающей детали	0, 4	0, 35	0, 85
С охлаждением вала	0, 6	0, 35	0, 85

Таблица 8

Выбор величин неровностей

Номинальные размеры, мм	Валы	Отверстия
Rz, мкм
От 1 до 3	0, 8	1, 6	1, 6	6, 3	1, 6	3, 2	3, 2	6, 3
Свыше 3 до 6	1, 6		3, 2
6 до 10
10 до 18		3, 2			3, 2	6, 3	6, 3
18 до 30			6, 3
30 до 50	3, 2
50 до 80
80 до 120		6, 3			6, 3
120 до 180
180 до 160	6, 3
260 до 360
360 до 500

Таким образом, значения натягов при выборе посадок:

, (3.12)

 

Величина натяга может зависеть от температуры при эксплуатации, неоднородности физико-химических свойств материалов, отклонения формы сопрягаемых поверхностей, которые здесь при расчетах не учтены. В случае необходимости использовать вышеуказанные рекомендации (3).

Пример 2

Обосновать выбор посадки с натягом в соединении кронштейна кулака (отверстия) и трубы при воздействии крутящего момента и силы , действующей в осевом направлении, при следующих данных:

Материал обеих деталей – сталь 35, запрессовка механическая.

Решение: 1. Определяем эксплуатационное удельное давление на поверхности из условия обеспечения прочности соединения по формуле (3.7)

2. Для обеспечения прочности соединяемых деталей определяем максимальное допустимое удельное контактное давление , при котором отсутствует пластическая деформация на контактных поверхностях деталей по формуле 3.8:

В качестве берется наименьшее из двух значений (3.8).

3. Определяем предельные значения натягов по формулам (3.3, 3.9):

 

 

4. Рассчитываем поправку на смятие микронеровностей сопрягаемых поверхностей по формуле (3.11)

По таблице 7, 8 принимаем :

5. Выбираем стандартную посадку по ГОСТ 25347-82, при этом должны быть выполнены условия (3.12).

Стандартная посадка .

Для этой посадки , т.е. выдержано условие, предъявляемое формулами (3.12).

В случае отсутствия стандартной посадки, удовлетворяющей расчетным величинам натягов, выбирают посадку с натягом, близким к расчетным данным и применяют дополнительное крепление.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. ВЫБОР ТЕМЫ НАУЧНОГО ДОКЛАДА
2. III. Выбор крепежного приспособления и способа крепления
3. XIV. Реализация права абитуриентов на выбор места обучения
4. YВыбор средствy распространения yинформации.
5. Анализ аналогов и выбор прототипа
6. Анализ и выбор способов восстановления детали
7. Анализ способа выбора детьми направления занятий, по мнению педагогов-организаторов
8. Б. Оценка однородности выборки
9. Билет 15 Проблема выбора метода обучения
10. Ближайшим основанием кризиса юности является соотнесение идеального представления о профессии и реальной профессии, необходимость действенного подтверждением профессионального выбора.
11. В моей работе важное место занимает выбор методов и приёмов.
12. Вал выбора передачи в сборе.