5.3 Выбор марки чугуна.

Полумуфта должна быть изготавлена из чугуна марки СЧ20 по ГОСТ 1412. Допускается изготовление полумуфт из других материалов с механическими свойствами не хуже, чем у чугуна марки СЧ20.

В соответствии с ГОСТом 1412 марка чугуна СЧ20 соответствует марки чугуна 31120 по СТ СЭВ 4560-84. Временное сопротивление при растяжении sв, МПа (кгс/мм²), не менее 200 (20).

Исходя из приложения 1 данного ГОСТа при данных марки чугуна и временном сопротивлении толщина стенки отливки 15 мм (8 мм).Твердость НВ, не более 230.

По приложению 2 выбираем для марки чугуна СЧ20 физические свойства  чугуна с пластинчатым графитом: Плотность r-7,1×10³ кг/м³ ; Линейная усадка, e,-1,2% ; Модуль упругости при растяжении, Е×10^-2 МПа » 850 » 1100 ; Удельная теплоемкость при температуре от 20 до 200°С, G-480 Дж(кг×К);

Коэффициент линейного расширения при температуре от 20 до 200°С, a 1/°С -9,5×10^-6 ; Теплопроводность при 20°С, l, Вт(м×К) - 54

По приложению 3 массовую долю элементов для данной марки чугуна : углерод-3,3 - 3,5 %;

кремний-1,4 - 2,4 %; марганец-0,7 - 1,0 %; фосфор не более 0,2%; сера не более-0,15

5.4 Выбор антикоррозийного покрытия.

В соответствии с ГОСТом 9.303-84 выбираем для муфты антикоррозийное покрытие.

 При выборе покрытий следует учитывать назначение детали, назначение покрытия, материал детали.

Для муфты был выбран чугун СЧ20, для чугуна выбираю обозначение покрытия О.Ц.хр . ГОСТ 9.306-85 даёт этой аббревиатуре определение — оловянное цинковое хромированное покрытие. Толщину покрытия выбираем исходя из климатических условий по ГОСТ 15150-69 выбираю графу «Изделия, предназначенные для эксплуатации во всех макроклиматических районах на суше и на море, кроме макроклиматического района с очень холодным климатом (всеклиматическое исполнение) -обозначение В (W) 9 » По ГОСТ 15150-69 таблице 3 выбираю категорию изделия В 1.1 с температурами: рабочей +50 С , нижней предельной -70С.

Из ГОСТ 9.303-84 покрытие имеет следующие свойства:

Назначение покрытия-защитное

Толщина-6 мкм

5.5. Материал пальцев

Сталь с механическими свойствами не хуже, чем у стали марки 45 по ГОСТ 1050.

Механические свойства, не менее для марки стали 45

Предел текучести  355σт Н/мм²

^{Временное сопротивление разрыву σв 600 Н/мм2} 

^{Относительное удлинение δ 16%}

^{Относительное сужение ψ 40%}

5.6. Материал распорных втулок.

Сталь марки Ст3 по ГОСТ 380

Выбираю Ст3кп. Кп-кипящая сталь, такая сталь имеет высокую пластичность благодаря отсутствию кремния Ст3кп.Массовая доля элементов, %

углерода 0,14-0,22

марганца 0,30-0,60

кремния не более 0,05

5.7. Материал упругой втулки.

Втулки должны изготавливаться из резин со следующими физико-механическими свойствами:

предел прочности при разрыве, МПа, не менее 8

относительное удлинение при разрыве, определяемое по ГОСТ 270, %, не менее 300

относительное остаточное удлинение, определяемое по ГОСТ 270, %, не более 24

твердость, определяемая по ГОСТ 263, условных единиц, в пределах 60-75

истирание (по Грассели), м3/(Вт⋅с), не более 2,8×10-10

5.8. Размеры шпоночных пазов.

По ГОСТу 23360-78 вначале выбираем шпонку по уже известным высоте h=9 мм и ширине b1=14. По таблице 1 данного ГОСТа выбираем шпонку длиной от 36 мм до 160 мм. Длина ступицы вала на которой находится шпонка 82 мм, из стандартного ряда выбираю длину шпонки 70 мм. Размер фаски или радиуса не блее 0,60 не менее о,40 мм.

Принимая материал шпонки сталь 45 с пределом текучести σt = 450 Н/мм2 (Мпа) (Термообработка- улучшение), а допускаемый коэффициент запаса прочности S= 2,5 («Величины нормативных кэффициентов запаса для различных материалов, сооружений и нагрузок имеют в большинстве случаев значение: от 1,5 до 2,5»-стр.48 Дарков А.В., Шапиро Г.С. Сопротивление материалов. - М.: Высшая школа, 1975. - 654 с. ) определим допускаемое напряжение

σсм=σt/S=450/2,5=180 МПа

Предел текучести и допускаемое напряжение среза для стали 45 были взяты из справочника конструктора с сайта http://spravconstr.ru/sprav/v1-chapter1/ckm17.html

Проверяем шпонку на смятие:

σсм=2*Т/(d*(h-t1)*lp (69)

Т-передаваемый вращающий момент;

lp=L-b=70-14=56 (70)

t1- глубина паза (берётся из таблицы 2 ГОСТа 23360-78 )

Формула 69 и 70 взяты с электронного пособия http://www.prikladmeh.ru/primer4.htm

σсм=2*835,598/55*10^-3*(9-5,5)*10^-3*56*10^-3=155,027 МПа<180 Мпа (69)

Проверяем соединение на срез:

τср=2*Т/(d*Аср)≤ τср=105 Мпа (71)

Аср=b*lp=14*56=784 мм² (72)

τср=2*835,598*10³/(55*784)=38,756≤ 105 Мпа (71)

По ГОСТу 23360-78 по таблице 2 выбираем размеры шпоночного паза.

Из свободного, нормального и плотного соединения я выбираю свободное +0,049 мм руководствуясь ГОСТ 25347-82 для посадки Н9 таблица 2. Глубина вала t1-5,5 мм (предельное отклонение +0,2) , глубина втулки h-3,8 мм (предельное отклонение +0,2), радиус закругления фаски S1*45 от 0,4 до 0,25 мм.

Условное обозначение шпонки: Шпонка 14*9*70 гост 23360-78