3 Рассчитать и выбрать посадки с натягом
Исходные данные:
материалы деталей: Сталь 40, Бр. АЖН-11-6-6
крутящий
момент:
диаметр
соединения
внутренний
диаметр вала
наружный
диаметр втулки
длина
соединения
шероховатость
вала
шероховатость
отверстия втулки
Решение:
Посадка с натягом - посадка, при которой всегда образуется натяг в соединении, т.е. наибольший предельный размер отверстия меньше наименьшего предельного размера вала или равен ему. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала. Посадки с натягом предназначены для неподвижных неразъемных или разбираемых при ремонте в отдельных случаях соединений деталей, в основном без дополнительного крепления винтами, штифтами и т.д. Неподвижность достигается за счет напряжений, возникающих в материале сопрягаемых деталей вследствие действия деформаций их контактных поверхностей. В большинстве случаев посадки с натягом вызывают упругие деформации контактных поверхностей, но в ряде посадок при больших натягах или в соединениях деталей, изготовленных из легких сплавов и пластмасс, возникают упруго-пластические деформации.
В
отличии от других способов обеспечения
неподвижности деталей посадки с натягом
при передаче нагрузок позволяют упростить
конструкцию и сборку деталей и обеспечивают
высокую степень их центрирования.
Предельные значения наименьшего и наибольшего натягов должны удовлетворять следующим условиям:
- при наименьшем натяге должна обеспечиваться прочность соединения. Это условие выполняется, если Мкр=Мтр, где Мкр – наибольший крутящий момент, прикладываемый к одной детали, Мтр – момент трения, зависящий от натяга, размеров соединяемых деталей, шероховатости поверхностей и других факторов;
- при наибольшем натяге наибольшее напряжение, возникающее в материалах деталей, не должно превышать допускаемого значения.
1) Определяем величину удельного эксплуатационного давления на поверхности контакта
где
- крутящий момент,
-
номинальная площадь контакта соединяемых
деталей
-
коэффициент трения (сцепления) при
продольном смещении деталей (сталь-бронза)
-
длина соединения, м
2)
Определяем значение минимального
расчетного натяга
где
и
- модули упругости материалов вала и
отверстия
и
- коэффициенты, определяемые по формулам:
где
и
- коэффициенты Пуассона
3)
Определяем предельные допустимые
удельные контактные давления на
поверхностях втулки и вала:
где
и
- предел текучести материалов сопрягаемых
отверстия и вала
При максимальном расчетном натяге не должна разрушаться ни одна из деталей соединения и на поверхностях контакта не должно быть пластической деформации.
4)
Определяем максимальный предельный
натяг
5) Поправка на смятие микронеровностей
В процессе запрессовки, микронеровности на контактных поверхностях деталей сминаются, и в соединении получается меньший натяг, что уменьшает прочность соединения.Величина смятия микронеровностей зависит от их высоты, метода и условий сборки соединения (без смазки или со смазкой) механических свойств материала деталей и определяется по формулам:
- для материалов с различными механическими свойствами
где
,
–
коэффициенты, учитывающие величину
смятия неровностей отверстия втулки и
вала;
и
– высота неровностей поверхностей вала
и отверстия.
6) Значения натягов при выборе посадок
7) Выбор посадки
По
ГОСТ 25347 – 82 выбираем посадку
55H8/z8
Рисунок 3.1- Схема полей и допусков посадки с натягом
Определяем
параметры отверстия
Наибольший предельный размер отверстия Dmax
Dmax = D + ES = 55 + 0,046 = 55,046мм
Наименьший предельный размер отверстия Dmin:
Dmin= D + EI = 55 + 0 = 55 мм
Определяем допуск отверстия TD:
TD = Dmax – Dmin = 55,046 - 55 = 0,046мм
Определяем координату середины поля допуска отверстияEc:
Определяем средний диаметр отверстия Dm:
Определяем параметры вала
Наибольший предельный размер вала dmax:
dmax = d + es = 55 + 0,218 = 55,218мм
Наименьший предельный размер вала dmin:
dmin= d + ei = 55 + 0,172 = 55,172 мм
Определяем допуск вала Td:
Td = dmax – dmin = 55,218–55,172 = 0,046 мм
Определяем координату середины поля допуска вала еc:
Определяем средний диаметр вала dm:
dm = d + ec = 55 + 0,195 = 55,195 мм
Наибольший натяг Nmax:
Nmax= dmax - Dmin = 55,218 - 55 = 0,218мм
Наименьший натяг Nmin:
Nmin= dmin - Dmax = 55,172–55,046 = 0,126мм
Средний натяг Nm:
Nm = (Nmax + Nmin)/2 = (0,218+0,126)/2 = 0,172мм
Допуск посадки TN:
TN
= Nmax
- Nmin
= 0,218-0,126
= 0,092мм
условия выполняются