 |
Выбор стандартной посадки по наибольшему натягу
|
|
|
|
Введение
Целью курсового проекта является получение навыков расчета массы состава без использования паспортных тяговых характеристик электровоза и оценка расхода электроэнергии на движение поезда по перегону без проведения тяговых расчетов.
Исходные данные
Таблица 1 – Исходные данные
| Диаметр соединения вала, d, мм | |
Диаметр впадин зубчатого колеса, 
| |
| Длина соединения вала и зубчатого колеса, L, мм | |
Крутящий момент, 
| |
Шероховатость поверхности вала, 
| |
Шероховатость поверхности зубчатого колеса, 
| |
| Марка стали | |
Предел текучести,  Па
| 36·107 |
Рассчитать и выбрать посадку с натягом для соединения зубчатого колеса с валом при воздействии крутящего момента 
= 1100 Нм.
Основные данные для расчёта приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Основные данные для расчёта
| Название и размерность параметра вала и колеса | Вал | Зубчатое колесо |
| Длина соединения, L, мм | ||
| Диаметр соединения (вала и отверстия ступицы), мм | d=D=95 |
Продолжение таблицы 2
| Диаметр впадин зубчатого колеса, мм | 
| |
| Модуль упругости, Па (Н/ м2) | 
| 
|
| Предел текучести, Па (Н/ м2) | 
|
|
| Коэффициент Пуассона μ | 
| 
|
| Шероховатость поверхности, мкм |
Рисунок 1 – Общий вид вала в сборе
Расчёт функциональных натягов
Используя один из методов расчёта посадок с натягом [1, 3, 4, 5] и др., вычисляем значения наименьшего расчётного натяга, обеспечивающего взаимную неподвижность соединяемых деталей, и наибольшего расчётного натяга, определяющего прочность соединяемых деталей.
Натяги 
и 
, обеспечиваемые стандартной посадкой, должны удовлетворять условиям:
Значение наименьшего расчётного натяга определяется по формуле, мкм:
|
|
|
где 
– удельное контактное эксплуатационное давление при действии крутящего момента, Па:
где 
– коэффициент трения, 
- коэффициент запаса прочности соединения, 
d=D – номинальный диаметр соединения, м;
– длина соединения, м.
– коэффициенты Ламэ:
где 
– внутренний диаметр вала (если вал полый), м. В нашем случае 
;
– наружный диаметр втулки или впадин зубчатого колеса, м.
Наибольший расчётный натяг определяется по формуле, мкм:
где 
– наибольшее допускаемое давление на поверхности вала или втулки, Па:
на поверхности втулки отсутствуют пластические деформации при
на поверхности вала отсутствуют пластические деформации при
Находим поправку к расчетному натягу на смятие неровностей поверхности детали URz, остальные поправки можно принять равными нулю [1, 3, 4].
где k – коэффициент, учитывающий высоту смятия неровностей отверстия втулки и вала. Для принятого метода сборки (с нагревом зубчатого колеса) принимаем k = 0,5.
С учетом поправки величины граничных допустимых значений функциональных натягов для выбора посадки будут равны:
Схема расположения полей допусков посадки с натягом в системе отверстия, используемая для выбора стандартной посадки, представлена на рисунке 2. Нижнее отклонение основного отверстия EI = 0.
Nmax = es – EI; Nmin = ei – ES.
Рисунок 2 - схема расположения полей допусков посадки с натягом в системе отверстия
Выбор стандартной посадки по наибольшему натягу
Исходя из условия, что натяг, обеспечиваемый стандартной посадкой (ГОСТ 25347-82), должен быть меньше функционального:
определяем наибольшее допустимое значение верхнего отклонения вала:
Проверяем выполнение неравенства по величине верхнего отклонения вала для рассматриваемых полей допусков валов
95u8: es = +178 мкм < (208,83 мкм = 
).
Принимаем поле допуска 95u8 (es = +178 мкм, ei = +124 мкм), так как в этом случае неравенство выполняется рисунок 3.
|
|
|
Рисунок 3 - Схема расположения полей допусков посадки
с натягом с валом 95u8
Исходя из условия 
, определяем наибольшее допустимое значение верхнего отклонения основного отверстия:
Определяем верхние отклонения полей допусков основных отверстий. Из полученных отклонений выбираем отклонения, обеспечивающие выполнение неравенства.
95 Н8: ES = + 54 < 102,63 мкм - неравенство выполняется;
95 Н7: ES = +35 < 91 мкм - неравенство выполняется.
Принимаем поле допуска 95 Н8 (ES = +54 мкм; EI = 0) и рекомендуемую ГОСТом посадку 95H8/u8.
|
|
|
