 |
Основные теоретические сведения
|
|
|
|
Посадки с натягом предназначены для получения неподвижных неразъемных соединений без дополнительного крепления деталей, передающих крутящий мо-мент, осевую силу или совместное их воздействие. Относительная неподвижность обеспечивается за счет сил сцепления (трения), возникающих на контактирующих поверхностях вследствие их деформаций, создаваемых натягом при сборке.
При одном и том же натяге прочность соединения зависит от материала и размеров деталей, шероховатости поверхностей, способа соединения деталей, условий нагрева и охлаждения и т.д. ввиду такого многообразия исходных факторов выбор посадки следует проводить не только по аналогии с известными соединениями, но и на основе расчетов натягов.
Натяг в неподвижном соединении должен быть таким, чтобы гарантировал неподвижность деталей и при этом не вызывал разрушения их при сборке.
В большинстве случаев посадки с натягом вызывают упругие деформации контактных поверхностей, но в ряде посадок с натягом, особенно при относительно больших натягах или в соединениях деталей, изготовленных из легких сплавов и пластмасс, возникают упруго-пластические деформации (пластические деформации в одной или обеих деталях распространяются не на всю толщину материала) или пластические деформации, распространяющиеся на всю толщину материала. Применение таких посадок во многих случаях возможно и целесообразно.
3.2 Расчет и выбор посадок с натягом
Таблица 3.1 – Исходные данные
| Крутящий момент, Мкр, Нм | 1500,000 | |
| Номинальный диаметр соединения, d, мм | 0,100 | |
| Внутренний диаметр вала, d1, м | 0,001 | Сталь 35 |
| Наружный диаметр втулки, d2, м | 0,105 | Сталь 40 |
| Длина соединения, l, м | 0,060 | |
| Модуль упругости материала вала, Е1, Па | 2,1*10^11 | 210000000000,000 |
| Модуль упругости материала втулки, Е2, Па | 2,1*10^11 | 210000000000,000 |
| Удельный предел текучести материала вала, σт1, Па | 3,4*10^8 | 340000000,000 |
| Удельный предел текучести материала втулки, σт2, Па | 3,4*10^8 | 340000000,000 |
| Коэффициент трения, f | 0,200 | |
| Коэффициент Пуассона для материала вала, μ1 | 0,300 | |
| Коэффициент Пуассона для материала втулки, μ2 | 0,300 | |
| Параметр шероховатости материала вала, Rzd1 | 4,000 | |
| Параметр шероховатости материала втулки, Rzd2 | 5,000 | |
| Коэффициент - величина смятия микронеровностей, К1 | 0,600 | |
| Коэффициент - величина смятия микронеровностей, К2 | 0,600 |
|
|
|
3.2.1 Определим значение минимального расчетного натяга Nmin, мм [2, с.222]:
(3.1)
где Pmin – минимальное давление, Н/м²;
dH – номинальный диаметр соединения, м;
C1 и C2 – коэффициенты Ляме;
E1 – модуль упругости материала вала, Н/м²;
E2 – модуль упругости материала втулки, Н/м².
При расчете посадки с натягом определяется требуемое минимальное давление Pmin, МПа на контактирующих поверхностях сопряжения при нагрузках крутящим моментом М 
, продольной осевой R 
или их совместным воздействием [2, с.223]:
, (3.2)
где Мкр – крутящийся момент, Н*м;
dH – номинальный диаметр соединения, м;
Roc – продольная осевая сила, Н;
l – длина контакта, м;
f – коэффициент трения при продольном смещении.
Определяем коэффициент Ляме С2 по формуле [2, с.223]:
, (3.3)
где 
- коэффициент Пуассона;
d1 - внутренний диаметр вала, м;
D - номинальный диаметр соединения, м.
Определяем коэффициент Ляме С1 по формуле [2, с.223]:
, (3.4)
где 
- коэффициент Пуассона;
d2 - наружный диаметр втулки, м;
D - номинальный диаметр соединения, м.
Минимальный натяг Nmin, мкм равен:
3.2.2 Определим посадку удовлетворяющую условиям.
Выбираем из конструктивных соображений параметры шероховатости втулки и вала и назначаем вид обработки.
|
|
|
Вычисляем величину расчетного натяга с учетом наличия шероховатости поверхности вала и втулки [1, с. 32].
Nрасч = Nmin+ 
Nрасч =84,2+1,2(4+5)=95 (3.5)
где K - коэффициент - величина смятия микронеровностей;
Rzd - параметр шероховатости материала.
Находим стандартную посадку с натягом, удовлетворяющую условию:
Nmin ГОСТ≥ Nрасч
Этому условию удовлетворяет посадка Ø100 
у которой Nmах =179 мкм, Nmin =109 мкм.
3.2.3 Определим правильно ли выбрана посадка [1, с. 32-33]:
Определяем наибольшее удельное давление на сопряженных поверхностях при наибольшем натяге выбранной посадки:
Рmax= 
Рmax= 
(3.6)
Вычисляем наибольшее напряжение во втулке:
(3.7)
Проверяем прочность втулки по пределу текучести по условию:
для стали 
(3.8)
Условие выполняется, следовательно, разрыва втулки не произойдет. Посадка выбрана правильно.
|
|
|
