Розрахунок нерухомої посадки гладкого циліндричного з’єднання

За варіантом 091 посадка з натягом передбачена на діаметрі D2. Номінальний, зовнішній і внутрішній діаметри, а також довжина з'єднання визначаються вимірюваннями на робочому кресленні редуктора (рис. 1.1).

Вихідні дані:

1. Обертовий момент, М_об = 900 Нм

2. Осьова сила, Q= 100 Н ;

3. Номінальний діаметр з'єднання, D = d = 50 мм;

4. Довжина спряження, l = 52мм;

5. Внутрішній діаметр порожнистого валу, d₁ = 0 (вал суцільний);

6. Зовнішній діаметр втулки, d₂ = 135 мм;

7. Матеріал, відповідно втулки та вала, сталь-латунь;

8. Коефіцієнт тертя, f = 0,1 ;

9. Модуль пружності матеріалу втулки та вала, Е = 2x10¹¹ Н/м² та втулки Е= 0,78x10¹¹ Н/м²

10. Коефіцієнт Пуасона матеріалу втулки µ = 0,38, та вала µ = 0,27;

11. Шорсткість поверхні втулки та вала, R_aD = 3,2; R_ad = 2,5 мкм ,

Визначається найменший тиск між втулкою та валом за формулою :

Розраховуються коефіцієнти Ляме за формулами:

C_D = C₁ + µ_D=1,317 + 0,38=1,7

C_d= C₂ - µ_D = 1,00 - 0,27=0,73

Визначається величина натягу, необхідного для утворення найменшого тиску в з'єднанні за формулою :

Розрахунковий натяг визначається за формулою 2.1.5. Для редуктора загального призначення приймається значення коефіцієнтів К₂ = 2 мкм, К₃ = 1, а К₁ розраховується за формулою 2.1.6:

Вибирається стандартна посадка з натягом у системі отвору. З табл. 2.3 видно, що для діаметра з'єднання 50 мм немає переважних посадок, які б забезпечували не менше 34,7 мкм. Тому вибирається найбільше підхожа посадка Ф50Н7/u7 , у якої = 35 мкм, а = 95 мкм.

Граничні відхилення отвору Ф50Н7 мкм, вала Ф50u7 мкм

Перевіряється міцність деталей, якщо натяг у з'єднанні досягне найбільшого значення. Найбільший тиск у з'єднанні розраховується за формулою:

Найбільше напруження у матеріалі шківа визначається за формулою:

Найбільше напруження у матеріалі вала визначається за формулою:

Для шестерні умовна границя міцності

284 МПа ., для валу 630 мПа .

Таким чином умова міцності виконується.

Розраховується зусилля пресування деталей за формулою .

Для пресування деталей нерухомого з'єднання необхідно використовувати прес із зусиллям не менше ніж 6 тонн.

Розрахунок калібрів

Розрахунок граничних калібрів виконується для деталей гладкого циліндричного нерухомого з'єднання (посадки з натягом).

Вихідні дані:

1. Посадка Ф50

2. Поле допуску отвору, Ф 50H7(^+0,025)мм;

3. Поле допуску вала Ф50u7

4. Найбільший граничний розмір отвору, D_mах - 50,025 мм;

5. Найменший граничний розмір отвору, D_min =50,000 мм;

6. Найбільший граничний розмір вала, d_mах =50,095 мм;

7. Найменший граничний розмір вала, d_min = 50,070 мм;

8. Допуск на виготовлення калібр-пробки, Н = 4 мкм;

5. Відхилення середини поля допуску на виготовлення прохідної калібр-пробки, Z = 3,5 мкм;

5. Межа спрацювання прохідної калібр-пробки, Y = 3 мкм;

6. Допуск на виготовлення калібр-скоби, Н₁ = 4 мкм;

5. Відхилення середини поля допуску на виготовлення прохідної калібр-скоби, Z₁ = 3,5 мкм;

5. Межа спрацювання прохідної калібр-скоби, Y₁, = 3 мкм;

6. Допуск на контрольні калібри для калібр-скоб, Н_р = 1,5 мкм.

Визначаються розміри калібр-пробки для отвору за табл. 2.7. Найбільший розмір прохідної нової робочої калібр-пробки:

Виконавчий розмір нової прохідної робочої калібр-пробки:

Р-ПРвик= 50,005 мм.

Найменший розмір спрацьованої прохідної робочої калібр-пробки:

Р-ПРспр = 50,000 - 0,003 = 49,997 мм.

У тому випадку коли калібр-пробка буде мати отриманий розмір Р-ПРспр, її необхідно вилучити з експлуатації.

Найбільший розмір непрохідної нової робочої калібр-пробки:

Виконавчий розмір непрохідної нової робочої калібр-пробки:

Р-НЕ _вик = 50,027 _-0,004 мм.

Визначаються розміри калібр-скоби для вала за табл. 2.8. Найменший розмір прохідної нової робочої калібр-скоби:

Виконавчий розмір прохідної нової робочої калібр-скоби:

Найбільший розмір спрацьованої прохідної робочої калібр-скоби:

Р-ПРспр = 50,095 + 0,003 = 50,098 мм. Найменший розмір непрохідної робочої калібр-скоби:

Виконавчий розмір непрохідної нової робочої калібр-скоби:

Р-НЕвик = 50,068 ^+0,004 мм.

Визначаються розміри контрольних калібрів для калібр-скоб за табл. 2.9. Найбільший розмір прохідного контрольного калібра:

Виконавчий розмір прохідного контрольного калібра:

Найбільший розмір непрохідного контрольного калібра:

Виконавчий розмір непрохідного контрольного калібра:

К - НЕ_вик = 50,0707 _-0,0015

Найбільший розмір контрольного калібра для контролю спрацьованої калібр-скоби:

Виконавчий розмір контрольного калібра для контролю спрацьованої калібр-скоби:

К – С_ВИК = 60,0987_-0б0015мм

Схема розташування полів допусків калібрів для контролю деталей з’єднання Ø50