17. Расчёт прессовых соединений, нагруженных осевой силой.
В прессовых соединениях типа «вал - ступица» осевая сила передается через силы трения на сопряженных поверхностях деталей. Нужное нормальное давление между этими поверхностями создается силами упругих деформаций деталей, возникающими из-за натяжения.
Условие прочности соединения при нагружении осевой силой Fa
kFa < fpπdl,
где k ≈ 1,5-2 – коэффициент запаса, f – коэффициент трения, р – давление на поверхность контакта, d – номинальный диаметр посадки, l – длина поверхности контакта.
Взаимные осевые смещения деталей соединений происходят вследствие чрезмерных сдвигающих сил, а также в результате «срабатывания» посадки, т.е. потери натяга в процессе циклического нагружения.
18. Расчёт прессовых соединений, нагруженных крутящим моментом.
В прессовых соединениях типа «вал - ступица» крутящий момент передается через силы трения на сопряженных поверхностях деталей. Нужное нормальное давление между этими поверхностями создается силами упругих деформаций деталей, возникающими из-за натяжения.
Условие прочности соединения при нагружении крутящим моментом Т
kT ≤ fpπd2l/2
где k ≈ 1,5-2 – коэффициент запаса, f – коэффициент трения, р – давление на поверхность контакта, d2 – диаметр отверстия, l – длина поверхности контакта.
Недостатки соединений обусловлены сложностью демонтажа и возможностью повреждения посадочных поверхностей при этом. Соединения выходят из строя в результате «сползания» (взаимного осевого смещения) охватывающей детали по охватываемой и разрушения деталей.
Взаимные осевые смещения деталей соединений происходят вследствие чрезмерных сдвигающих сил, а также в результате «срабатывания» посадки, т.е. потери натяга в процессе циклического нагружения.
19. Расчёт прессовых соединений, нагруженных изгибающим моментом.
Считая вал абсолютно жёстким, можно представить, что под действием изгибающего момента М вал относительно втулки поворачивается вокруг оси, перпендикулярной плоскости чертежа и проходящей через центр масс соединения.
При нагружении соединения изгибающим моментом М на равномерную эпюру давлений р от посадки накладывается эпюра давлений рн, характерная для изгиба. Считают, что ½ долю изгибающего момента воспринимает верхняя и 1/2 нижняя часть соединения.
При значительных изгибающих моментах может появиться зазор в разгружаемой зоне контакта – произойдёт раскрытие стыка, что недопустимо.
Условие работоспособности соединения – нераскрытие стыка в наиболее разгружаемой зоне контакта. Чтобы не было раскрытия стыка, остаточное давление должно быть больше нуля: рmin>0.
Для практических расчётов принимают: рmin = 0.25р, где р – давление от посадки, Мпа.
Тогда условие нераскрытия стыка имеет вид: р – рн ≥ 0.25р
Отсюда следует: рн ≤ 0.75р
Наибольшие давления рн от изгибающего момента М находят по аналогии с изгибом:
Где М/2 – доля изгибающего момента, приходящаяся на верхнюю (нижнюю) половину соединения, 4/π – множитель, учитывающий серпообразный характер суммарной эпюры давлений, W = dl2/6 – момент сопротивления изгибу.
После преобразований получаем для допуст. изгиб. мом: М ≤ 0,2*10-3dl2p
Давление р должно соответствовать минимальному вероятностному натягу посадки Nmin.