2 .1 Расчет прочности соединения.

2. Условие прочности соединяемых деталей.

2.1 По теории расчета толстостенных цилиндров, изучаемой в курсе "Сопротивление материалов", деформация деталей:

δ=10³ pd(C₁/E₁+C₂/E₂), (мкм)

С₁ и С₂ – коэффициенты жесткости:

C₁=[1+(d₁/d)²]/[1-(d₁/d)²]-μ₁;

C₂=[1+(d/d₂)²]/[1-(d/d₂)²]+μ₂.

Е - модуль упругости, Н/мм²:

(для стали -2,1·10⁵, чугуна -0,9·10⁵, оловянной бронзы -0,8·10⁵, безоловянной бронзы и латуни - 10⁵);

μ - коэффициент Пуассона: (для стали-0,3, чугуна-0,25, бронзы, латуни-0,35).

2.2 Минимальный натяг, необходимый для передачи вращающего момента:

[N]_min=δ + u + δ_t . (мкм)

Максимальный натяг, допускаемый прочностью деталей:

[N]_max=[δ]_max + u. (мкм)

u - поправка на смятие микронеровностей в собранном соединении:

u = 1,2(R _z1+ R _z2) ≈ 5,5(R _a1+ R _a2) ,

R _z1,R _a1,R _z2,R _a2-высота микронеровностей и среднее арифметическое отклонение профиля посадочной поверхности вала и втулки соответственно.

δ_t - поправка на температурную деформацию (мкм), учитывающая температурные деформации центра и венца червячного колеса, ослабляющие натяг:

δ_t=10³d[(t₂-20°)α₂-(t₁-20°)α₁].

t₂, t₁ °С; α₂, α₁ 1/°С - рабочая температура и коэффициент линейного расширения материала втулки и вала (α=12·10^-6 - для стали; α=10·10^-6 - для чугуна; α=19·10^-6 - для бронзы и латуни). Поправка δ_t может не учитываться, если (t₂ - 20) или (20 - t₁) не превышают 10 °С.

[δ]_max = [р]_max δ/p, (мкм) - максимальная деформация, допускаемая прочностью деталей

[р]_max (МПа) - максимальное давление, допускаемое прочностью охватывающей (или охватываемой) детали, меньшее из двух

[p]_max2=0,5σ_т2[1-(d/d₂)²] или [p]_max1=0,5σ_т1[1-(d₁/d)²].

σ_т2, σ_т1 - предел текучести материала соответственно охватывающей и охватываемой детали, (МПа). Для сплошного вала (d₁=0) [p]_max1 = σ_т1

2.3 Выбор посадки. По значениям [N]_min и [N]_max выбирают из табл. одну из посадок, удовлетворяющих условиям: N_min≥[N]_min  и  N_max≤[N]_max

Приводимые в табл. значения минимального N_min и максимального N_max вероятностных натягов подсчитаны по формулам, учитывающим рассеивание размеров вала и отверстия и, как следствие, рассеивание натяга.

Интервалы диаметров d, мм	Значения натягов Nmin/Nmax, мкм, для посадок
	H7 p6	H7 r6	H8 s7	H7 s6	H7 s7	H7 t6	H8 u8	H7 u7	H8 x8	H8 z8	H8 za8
Св. 30 до 40	7 36	15 44	13 59	24 53	25 61	29 58	32 88	42 78	52 108	84 140	120 175
Св. 40 до 50	7 36	15 44	13 59	24 53	25 61	35 64	42 98	52 88	69 125	108 164	152 207
Св. 50 до 65	9 44	18 53	18 72	30 65	32 74	43 78	55 119	66 108	90 154	140 204	193 258
Св. 65 до 80	9 44	20 55	24 78	36 71	38 80	52 87	70 134	81 123	114 178	178 242	241 306

2.4 Для выбранной посадки определяют:

- силу запрессовки F_п=π d l p_max ƒ_п

- температуру нагрева охватывающей детали t=20°+(N_max+Z_сб)/(10³ d α₂)

p_max=(N_max-u)p/δ, - давление от натяга N_max выбранной посадки;

ƒ_п - коэффициент сцепления (трения) при прессовании

(Сталь-сталь ƒ_п=0,20; Сталь-чугун ƒ_п=0,14; Сталь-бронза, латунь ƒ_п=0,10; Чугун-бронза, латунь ƒ_п=0,08)

Z_сб - зазор для удобства сборки принимают в зависимости от диаметра d вала:

d, мм	св. 30 до 80	св. 80 до 180	св. 180 до 400
Zсб, мкм	10	15	20

Температура нагрева должна быть такой, чтобы не происходило структурных изменений в материале. Для стали [t ] = 230 ... 240 °С, для бронзы [t ] = 150 ... 200 °С.