Расчет и выбор посадок с натягом

Посадки с натягом применяются в неразъемных соединениях, причем относительная неподвижность сопрягаемых деталей достигается за счет упругих деформаций, возникающих при запрессовке. Иногда при передаче больших крутящих моментов с целью разгрузки контактирующих поверхностей применяют дополнительно крепежные детали (шпонки, винты, штифты). В этом случае крутящий момент передается шпонкой, а натяг удерживает деталь от осевых перемещений.

Натяг в неподвижной посадке должен быть таким, чтобы, с одной стороны, гарантировать относительную неподвижность вала и отверстия, а с другой стороны, не вызвать разрушения деталей при их соединении. Исходя из этих условий, ведут расчет и выбор неподвижной посадки. Возможны три вида нагрузок, передаваемых неподвижным сопряжением:

1) крутящий момент (М_кр);

2) осевая сила (Р_ос);

3) крутящий момент и осевая сила (М_кр и Р_ос).

Удельное давление q (Н/м²), необходимое для передачи нагрузки, определяют в зависимости от ее вида из выражений

1)	(11.2.1.)
2)
3)

где d - номинальный размер, м;

l - длина сопряжения, м;

М_кр - наибольший крутящий момент, Н× м;

Р_ос - наибольшая осевая сила, Н;

f - коэффициент трения.

Рассчитав давление, необходимое для передачи заданной нагрузки, на основании зависимостей, известных из решения задачи Лямэ для толстостенных цилиндров, можно для наиболее общего случая определить наименьший натяг, способный передать указанные выше нагрузки:

(11.2.2.)

где Е_А и E_В - модули упругости материала отверстия и материала вала, Па;

С_А и С_В - коэффициенты, определяемые по формулам:

(11.2.3.)

где d - номинальный диаметр сопряжения (рис.11.2.1.), м;

d₁ - внутренний диаметр охватываемой детали (втулки), м;

d₂ - наружный диаметр охватываемой детали (корпуса), м;

m _А , m _В - коэффициенты Пуассона для материала отверстия и материала вала.

Схема для расчета посадки с натягом

Рис.11.2.1.

При запрессовке вала в отверстие неровности поверхностей срезаются и сминаются, что уменьшает действительный натяг в соединении. Считают, что срезание и смятие неровностей при запрессовке составляет 60% от их высоты. Тогда расчетный натяг для выбора неподвижной посадки можно найти по формуле:

Nрасч = Nнм + 1, 2(RzA + RzB)

(11.2.4.)

При выборе стандартной посадки необходимо выдержать следующее условие относительной неподвижности сопрягаемых деталей:

Nнм ГОСТ ³ Nрасч

(11.2.5.)

Чтобы проверить детали на прочность, надо вычислить напряжения, которые возникают в них при наибольшем для выбранной посадки натяге:

(11.2.6.)

Напряжения для охватывающей и охватываемой деталей будут соответственно равны:

(11.2.7.)

Если эти напряжения меньше предела текучести материала, т. е.

s А < s ТА;

s В < s ТВ;

(11.2.8)

значит, посадка выбрана правильно.

Однако вследствие значительных колебаний свойств материалов, погрешностей при обработке, различия в способах осуществления прессовых посадок перед массовым применением необходима экспериментальная проверка прочности соединения.

Предпочтительные посадки с натягом. Посадки Н7/р6 и P7/h6 характеризуются минимальными гарантированными натягами. Их назначают для неподвижных соединений, передающих сравнительно малые осевые усилия или небольшие крутящие моменты, для сопряжении валов с тонкостенными втулками, не допускающими больших деформаций, для соединений деталей из цветных металлов и легких сплавов, для центрирования тяжелонагруженных валов с втулками с дополнительным креплением соединяемых деталей (клапанное седло в гнезде блока цилиндра двигателя, зубчатые колеса на валах с дополнительным креплением шпонками, винтами и штифтами).

Посадки H7/s6 и Н7/г6 (прессовые) для неподвижных соединений, передающих средние нагрузки без дополнительного крепления соединяемых деталей (втулок в головке шатуна компрессора, зубчатых колес на валах коробок скоростей токарных станков, бронзовых зубчатых венцов на чугунных центрах с дополнительным креплением винтами).

Пример

Выбрать посадку на основе эксплуатационных требований для неподвижного соединения.

Исходные данные:

d = 50 мм, d1 = 0, d2 = 80 мм,

l = 80 мм, М_кр = 700 Нм, Материал - сталь 30.

Модуль упругости для конструкционных сталей Е = 2, 1× 10¹¹ н/м²

Коэффициент трения стали по стали f = 0, 085

Коэффициент Пуассона для стали m = 0, 3

1). Рассчитываем величину наименьшего удельного давления между сопрягаемыми поверхностями, необходимого для передачи крутящего момента:

2). Находим величину наименьшего допустимого натяга:

3). Определяем расчетный натяг с учетом, что при запрессовке происходит сглаживание неровностей на контактных поверхностях соединяемых деталей.

По стандартам находим для номинального диаметра d=50 мм изготовленного по 9-му квалитету значения R_zA = R_zB = 10 мкм.

N_расч = N_нм + 1, 2(R_zA + R_zB)= 24 + 1, 2(10 + 10) = 48 мкм

4). По таблицам стандартов выбираем стандартную посадку из условия

N_{нм ГОСТ} > N_расч

Данному условию удовлетворяет посадка , у которой N_нм = 58 мкм, N_нб = 136 мкм

5). Производим проверку выбранной посадки на прочность по условию:

s _А < s _ТА; s _В < s _ТВ

s _T - предел текучести, для стали 30 s _T =30× 10⁷ Н/м²

s _А =

Условия прочности выполняются

6). Находим предельные отклонения отверстия и вала по ГОСТ 25347-82

ES = 39 мкм	EI = 0
es = 136 мкм	ei = 97 мкм

 

 

⇐ 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.