Примеры расчёта соединений с натягом
Пример 1. Подобрать посадку зубчатого колеса из стали 45 на вал из стали 45, чтобы соединение было способно передавать крутящий момент T = 0.6 кН×м. Размеры соединения: d = 60 мм, L = 100 мм, d2 = 120 мм. Шероховатость посадочных поверхностей вала и отверстия соответствует Ra = 2.5 мкм. Соединение собирают в прессе. В качестве смазочного материала используют трансформаторное масло. Коэффициент трения f = 0.1. Вал сплошной (d1 = 0).
а) |
б) |
Рис. 4.53 Соединение зубчатого колеса с валом: а) чертеж; б) расчетная схема
Решение.
Определим контактное давление в соединении по формуле (1a) т.к. присутствует только крутящий момент T, приняв коэффициент запаса от сдвига k=2:
Определим по табл. 1.3 модуль упругости и коэффициент Пуассона для стали 45: E1 = E2 = 2.1×105 МПа, m = 0.3. Предел текучести для материала колеса (сталь 45) sт = 360 МПа.
Расчетный (минимальный) натяг вычислим по формуле (2) (при d1 = 0):
где
Минимальный требуемый натяг определяем по формуле (4), найдя Rz = 4 × Ra = Rz1 = Rz2 = 4 × 2.5 = 10 мкм:
Наибольший расчетный натяг:
Максимальный требуемый натяг с учетом сглаживания микронеровностей вычислим по формуле (4):
По таблицам 1.1 и
1.2 для номинального диаметра 60 мм
подбираем посадку так, чтобы натяг
мкм,
а
мкм.
На рисунке 4.8 графически показано, каким
образом необходимо выбрать требуемую
посадку.
Рис. 4.54 Расположение полей допусков
В соответствии с
этими условиями подходит посадка –
Æ60H8/u7; предельные
отклонения отверстия для квалитета H8
–
;
предельные отклонения вала для квалитета
u7 –
.
Минимальный и максимальный натяги
выбранной посадки Æ60H8/u7:
Nmin = 87 – 46 = 41 (мкм) – должно быть не менее 40 мкм (условие выполнено);
Nmax = 117 – 0 = 117 (мкм) – должно быть не более 127 мкм (условие выполнено).
Оба условия удовлетворены, значит, посадка подобрана верно.
Примечание: Кроме выбранного поля допуска для отверстия H8 смогут подойти и все поля допусков с квалитетом меньше 8 (т.е. H4, H5, H6, H7). Однако, исходя из условия экономичности при изготовлении предпочтительнее выбирать поля допусков с более грубыми квалитетами точности. Поэтому выбран самый большой и удовлетворяющий всем расчетам квалитет точности (Н8) из возможных.
ОТВЕТ: Для выполнения соединения зубчатого колеса на вал следует назначить посадку Æ60H8/u7.
Пример 1.
Подобрать посадку венца червячного колеса на колесный центр. Вращающий момент, передаваемый соединением Т = 250 Н×м, осевая сила F = 1500 Н. Материал венца и колесного центра одинаковый – бронза БрАЖ9-4. Размеры соединения взяты с чертежа соединения (см Рис.): d = 110 мм, d1 = 30 мм, d2 = 140 мм, L = 70 мм.
а) |
б) |
Рис. 1.4. Соединение венца червячного колеса с колесным центром: а) чертеж; б) расчетная схема |
|
