Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Задача 2 расчет и выбор посадок с натягом

Посадки с натягом предназначены для неподвижных неразъемных соединений деталей. Расчет посадок с натягом (посадок с упругой связью) выполняют с целью: 1) обеспечения прочности соединения, т.е. предупреждения смещений сопрягаемых деталей под действием внешних нагрузок; 2) предупреждения пластических деформаций сопрягаемых деталей. Исходя из первого условия, определяют минимальный допустимый натяг, Nmin. Исходя из второго условия, определяют максимальный допустимый натяг Nmax, при котором отсутствуют пластические деформации.

Посадки с натягом в гладких цилиндрических соединениях применяют для передачи крутящих моментов, осевых усилий. При прочих равных условиях напряжения в материале детали пропорциональны натягу.

При расчетах используют выводы задачи Ляме (определение напряжений и перемещении в толстостенных полых цилиндрах).

Таблица 2.1 – Варианты задания

Порядковый номер индекса варианта	І индекс	ІІ индекс	ІІІ индекс
d₂, мм	d, мм	d₁, мм	l, мм	P	M_кр, Н·м	Сталь*	R_zD, мкм	R_zd, мкм	k	система
					– – – – –	– – – – –	30Г 40Г 15Г	3,2 6,3 6,3 1,6 1,6 3,2 6,3	3,2 3,2 6,3 6,3 1,6 0,8 3,2 3,2 6,3	0,25 0,3 0,5 0,35 0,25 0,5 0,3 0,5 0,4 0,3	CH Ch CH Ch CH Ch CH Ch CH Сh
* Материалы вала и втулки идентичны.

2.1 Выписать данные к задаче из таблицы2.1.

Примечание. Принять,что сопряжение работает без ударов и вибраций; изменение натяга, вызванное отличием рабочей температуры сопрягаемых деталей от нормальной равно нулю ( = 0);коэффициент трения при расспрессовке f=0,10; модуль упругости для стали Е=2∙10¹¹Па; коэффициент Пуассона для стали μ = O.3; предел текучести материала определить из таблицы 2.2.

2.2 Определить требуемое минимальное удельное давление на контактных поверхностях соединения из условия

а) при нагружении сопряжения осевой силой

Pоc≤π∙d∙l·Pmin·f;

б) при нагружении сопряжения крутящим моментом

Mкp≤ π∙d∙l·Pmin·f·(d/2),

где Pоc — наибольшая осевая сила, Н; Мкр — наибольший крутящий момент, Н м: d — номинальный размер соединения, м; l — длина соединения, м; f — коэффициент трения.

2.3 Определить коэффициенты Ляме по формулам:

C_d =

C_D =

где d₂ – наружный диаметр втулки, d — номинальный диаметр соединения, d₁ — диаметр отверстия вала, если вал полый.

2.4 Определить минимальный допустимый натяг, при котором соединение под нагрузкой останется неразъемным:

N _min_расч =P_min d· ,

где Рmin - минимальное удельное давление на сопряженных поверхностях, Па; С - коэффициенты жесткости отверстия/вала (коэффициенты Ляме); Е - модуль упругости материала отверстия/вала, Па.

2.5 Определить максимальное допустимое удельное давление, при котором пластические деформации на контактных поверхностях не возникают. Расчет ведется на основе теории наибольших касательных напряжений:

P_доп_D = 0,58· ;

Р_доп_d=0,58 .

2.6 Определить величину наибольшего расчетного натяга, принимая к расчету допустимое удельное давление более «слабой» детали.

N_max_расч= P_доп· d .

2.7 Определить предельно допустимые (функциональные) натяги:

N_{min F}= N_min_расч+ u;

N_{max F}= N_max_расч+ u;

где u - значение поправки, учитывающей смятие неровностей поверхности сопрягаемых деталей при запрессовке;

u=2k(R_ZD+R_Zd);

здесь k коэффициент, учитывающий величину смятия неровностей отверстия и вала; , – шероховатость поверхности отверстия, вала, мкм.

2.8 Подобрать посадку поГОСТ 25347—82 (СТСЭВ 144—75) с учетом следующих условий:

N_max< N _мах_Fна величину запаса прочности при сборке соединения (N_зс - технологический запас прочности);.N_min>N_{min F} на величину запаса прочности при эксплуатации (N_зс - эксплуатационный запас прочности). Выбор посадки обосновать. Здесь N_min, N_{max -} натяг, соответствующий табличным значениям предельных отклонений по ГОСТ 25347-82 для выбранной посадки.

2.9 Выполнить расчетную схему посадки с натягом.

Пример выполнения схемы представлен на рисунке 2.

2.10 Определить коэффициент запаса точности выбранной посадки

k_t=

Рекомендуемый Кт = 1...2.

2.11 Построить схему полей допусков выбранной посадки.

2.12 Рассчитать усилие запрессовки

Р_запр = π·d· ·P_ma_x·f_n, кН,

где f_n = (l,15…2) f - коэффициент трения при запрессовке; P_ma_x- максимальное давление на сопряженных поверхностях, Па;

2.13 Определить температуру сборки

где - сборочный зазор, равный абсолютному значению отклонения G(д) для размера d мм; t_n=+20°C -— нормальная температура помещения; – коэффициент линейного расширения.