Материал: 1531

21

Для нашей посадки TS=SMAX–SMIN=180–72=108 мкм. Тогда=126/108=1,16>1, то есть условие по коэффициенту точности в данном случае выполняется. Если <1, надо попытаться подобрать посадку в более точном квалитете (повторить п.9).

11. Определим минимальный масляный слой выбранной посадки (мкм) из условия его неразрывности при наибольшем зазоре выбранной посадки:

12. Проверка достаточности слоя смазки (оценка возможности жидкостного режима трения). Для обеспечения жидкостного трения необходимо, чтобы микронеровности цапфы и вкладыша не касались при работе подшипника, а для этого должно выполняться условие

hMIN kП (RzА+RzВ), где kП =1...3 – поправочный коэффициент.

заданном тепловом режиме.

13. Построим схему полей допусков выбранной посадки по примеру задачи № 1 в развернутом виде (см. рис. 6), а также графическую часть сборочного чертежа (рис. 10).

Задача № 3. Расчет и выбор посадки с натягом

Исходные данные: d – посадочный диаметр (рис. 11), мм; d1 – диаметр отверстия охватываемой детали вала, мм; d2 – наружный диаметр охватывающей детали втулки, мм; l – длина сопряжения, мм; МКР – крутящий момент, стремящийся повернуть одну деталь относительно другой, Н м; ROC – осевое усилие, Н; применяемый материал вала и втулки.

Посадки с натягом (прессовые) применяются только в точных квалитетах YT6 ... YT8.

22

Они используются для передачи крутящих моментов и осевых сил без дополнительного крепления, а иногда для создания предварительнонапряженного состояния у сопрягаемых деталей.

разбираемых) соединений. Используются приИсоединении труб, колец, венцов червячных колес со ступицами и т. п. Относительная неподвиж-

Рис. 11. Соотношение размеров вала и отверстия в неподвижных соединениях

Посадки предназначены для неподвижных и неразъемных (или редко

резко возрастаетСс увеличен ем д аметра сопряжения.

Разность между диаметром вала и внутренним диаметром втулки до сборки называется натягом N. При запрессовке деталей происходит растяжение втулки на величину NА и одновременно сжатие вала на величину NВ, при этом N=NА+NВ. Таким образом, величина натяга N складывается из деформации сжатия вала и деформации растяжения втулки.

Различают 3 вида деформаций, имеющих место в посадках с натягом: а) в большинстве случаев это упругие деформации контактных поверхностей соединяемых деталей; б) при относительно больших натягах или в соединениях деталей, изготовленных из легких сплавов и пластмасс, возникают упругопластические деформации (пластическая деформация распространяется не на всю толщину материала); в) пластическая деформация, которая распространяется на всю толщину материала.

Конкретный вид деформации в соединении определяется служебным назначением соединения и узла.

23

Определяемые расчетом натяги должны удовлетворять следующим условиям:

а) При минимальном натяге обеспечивать прочность соединения, т. е. гарантировать относительную неподвижность деталей соединения от действия крутящего момента и осевого усилия. Если действует только крутящий момент, то МКР<МТР, где МКР – наибольший крутящий момент, прикладываемый к одной из деталей; МТР – момент трения, зависящий от натяга, геометрических размеров деталей, шероховатости контактных поверхностей деталей и других факторов.

б) Обеспечивать прочность деталей соединения при максимальном натяге, т. е. гарантировать от возможного разрушения при сборке.

Работоспособность, прочность и качество сопряжения при одном и том же натяге зависят от материала сопрягаемых деталей, шероховатостей

Рдоп

Величина требуемого минимального удельного давления MIN на контактных поверхностях соединения будет определяться по известным значениям внешних нагрузок МКР и ROC. При этом возможны 3 случая:

а) при действии только осевой силы ROC

где К – коэффициент запаса прочности; f – коэффициент трения материалов.

Методику выполнения данной задачи рассмотрим на примере следующих значений исходных данных: d = 85 мм = 0,085 м; d1 = 65 мм =

=0,065 м; d2 = 110 мм = 0,11 м; l =80 мм = 0,08 м; МКР = 800 Н м; ROС отсут-

ствует; применяемый материал вала и втулки – сталь 30.

Порядок выполнения:

1. Определяем величину минимального допустимого эксплуатационного удельного давления (Н/м2), способного передать заданный крутящий момент:

24

где МКР – крутящий момент, Н м; К – коэффициент запаса прочности (К=1...2, рекомендуется принять равным максимальному значению); d и l – номинальный диаметр и длина сопряжения, м; f – коэффициент трения материалов (для стальных деталей f=0,085 [4]).

В нашем примере

2. Величина натяга в неподвижном соединении определяется расчетом и должна обеспечивать два основных требования: а) гарантировать относительную неподвижность вала и втулки; б) обеспечивать прочность деталей, образующих соединение, т. е. гарантировать от возможного разрушения при сборке.

2.1. Исходя из первого требования к натягу, определим наименьший

где d – посадочный диаметр сопряжения; d1 – диаметр отверстия охватываемой детали (вала); d2 – наружный диаметр охватывающей детали (втулки); 1,2 – коэффициенты Пуассона вала и втулки (для стальных деталей =0,3 [4]).

25

2.2. Исходя из второго требования к натягу, определим максимально возможный расчетный натяг в соединении NP.MAX, при котором еще может быть гарантирована прочность соединения от разрушения:

NP.MAX 0,5 PMAX d C1E1 C2 E2 ,

где РMAX – максимальное допустимое удельное эксплуатационное давление, допускаемое прочностью наименее жесткой детали, Н/м2.

Для выбора РMAX определим и сравним величины допустимых удельных контактных давлений для вала и для втулки, т. е. оценим прочность вала и втулки (выдержит ли материал при запрессовке) из условий:

PДОП 0,58 Т1 1 d1d 2 для вала; PДОП 0,58 Т2 1 dd2 2 для втулки,

где Т1, Т2 – пределы текучести материалов вала и втулки (для стали

Из двух значений PДОП, определенных выше, берется минимальное

где N – поправка на смятие микронеровностей.

N=2 (К1 Rz1+ К2 Rz2),

где К1, К2 – коэффициенты, учитывающие величину обжатия микронеровностей вала и отверстия (К1=К2=0,6 для всех случаев); Rz1, Rz2 – шероховатости поверхностей вала и отверстия.

Значения Rz1 и Rz2 определяются из табл. П.16 по номинальному диаметру d и квалитету сопряжения. Посадки с натягом (прессовые) применяются только в точных квалитетах YT6 ... YT8, поэтому принимаем квалитет YT7 из данного диапазона и для отверстия и для вала нормальную точность (Н).

По табл. П.16 в нашем примере Rz1=Rz2=4,0 мкм.