Детали машин и основы конструирования.-1

Таблица 2.3 Предельные (верхние и нижние) отклонения диаметров валов при посадках с натягом для 4-8-го квалитетов

(система отверстия)

П р и м е ч а н и е : в рамках указаны предпочтительные поля допусков.

K T < n d lq mf

откуда

ndlf

В этих формулах К - коэффициент запаса сцепления; в зависимости от ответственности соединения принимают К = 1,5...3;/ - коэффициент трения (сцепления); для стальных и чугунных деталей при сборке запрес­ совкой/ = 0,07; при температурной сборке/ = 0,14. Если одна из деталей стальная или чугунная, а другая бронзовая или латунная, то при сборке запрессовкой/ = 0,05; при температурной сборке/ = 0,07; d и I - диаметр и длина посадочной поверхности; qm - среднее контактное давление.

Из теории расчета толстостенных цилиндров и составных труб (со­ противление материалов, решение Ламе) получено соотношение между давлением на поверхности контакта qm(МПа) и расчетным натягом:

где d - диаметр соединения, мм; Np - расчетный натяг, мм; С\ и С2 - коэф­ фициенты; Е\ и £ 2 “ модули продольной упругости материала вала и втул­ ки, МПа; индексы 1 и 2 соответствуют валу и втулке:

здесь pi и p2 _ коэффициенты Пуассона материала вала и втулки.

d l - a \

где а л - предел текучести материала вала; d\ - диаметр отверстия в вале. Как правило, опасным элементом соединения является охватывающая

деталь.

Наибольший расчетный натяг в соединении (по условию возникнове­ ния пластических деформаций)

Необходимый максимальный натяг с учетом срезания (сглаживания) микронеровностей и температурных деформаций (если таковые имеют ме­ сто) рассчитывают по формуле

учетом рассеивания размеров отверстия и вала по следующим формулам:

где ES и EI - верхнее и нижнее отклонения размера отверстия; es и ei - верхнее и нижнее отклонения размера вала;

б) средние отклонения размеров

1.Вычисляют среднее контактное давление qm по одной из формул (2.1,2.2, 2.3) в зависимости от внешнего воздействия на соединение.

2.Определяют расчетный натяг по формуле (2.4).

3.Вычисляют поправку на обмятие микронеровностей по форму­

ле (2.6).

4.Определяют (если это необходимо) поправку на температурную деформацию по формуле (2.7).

5.Рассчитывают минимальный требуемый натяг соединения [N]m\n по формуле (2.8).

6.Определяют максимальный расчетный натяг по условию возникно­ вения пластических деформаций по формуле (2.13).

7.Находят максимальный требуемый натяг по формуле (2.14).

8.Для полученных значений [N]m\n и |W]max подбирают посадку. По формулам (2.15) - (2.19) для выбранной посадки находят наименьший Nm]n

инаибольший Nmax вероятные натяги. Проверяют условия

^min > [^]min> ^шах —[^]шах*

9. Определяют усилие запрессовки при сборке соединения прессова­ нием, или температуру нагрева детали отверстия, или температуру охлаж­ дения детали вала при температурной сборке по формулам (2.20) - (2.22).

2.6. Пример расчета соединения с натягом

Подобрать посадку зубчатого колеса из стали 45 на вал из стали 40Х, чтобы соединение было способно передавать крутящий момент Т= 600 Нм. Размеры соединения: d = 60 мм; / = 100 мм; d2 = 120 мм. Ше­ роховатость посадочных поверхностей вала и отверстия соответствует Ra = 2,5 мкм. Соединения собирают на прессе. В качестве смазочного ма­

nd2f l 3,14 -602 0,1 100

H I

В соответствии с этими условиями подходит посадка 0 60—у ; пре­

(+117^

клонения вала для квалитета и! -

+ 87 Минимальный и максимальный натяги посадки:

N min =87-30 = 47 мкм(>39,6 MKM); jVmax = Н 7 -0 = 117 мкм(< 130,5 мкм).

Таким образом, для выполнения соединения следует назначить посад-

Н1

ку 0 60----.

в) средний натяг посадки:

N m = е т - Е т =102-15 = 87 мкм;

г) рассеивание натяга

Тх = •Jrj + т1 = л/зо2 + 302 = 42,4 мкм;

д) наибольший и наименьший вероятные натяги выбранной посадки:

N msx = N m + 0,5Тг = 87 + 0,5 • 42,4 = 108,2 мкм,

Nmin = Nm - 0,572 =87-0,5-42,4 = 65,6 мкм.

9.Наибольший расчетный вероятный натяг

Nршах = ^max - U = 108,2-5,5• (2,5 + 2,5) = 80,7мкм.