Министерство образования Российской Федерации
Томский политехнический университет
Кафедра ТМРИ
Курсовой проект
по дисциплине
метрологии, стандартизации и сертификации
Выполнил студент группы 4А12
Султанов А.В.
Руководил доцент Червач Ю.Б.
Томск 2004
Задача №1
Расчет и выбор посадок с натягом
Цель: Рассчитать, выбрать и представить схему расположения полей допусков посадки с натягом с указанием размеров, отклонений из системы iso (исо)
Исходные данные к решению задачи:
Передаваемая осевая сила P, кН 18
Передаваемый момент Мкр, Нм 50
Номинальный диаметр D, мм 70
Диаметр отверстия пустотелого вала d1, мм 20
Наружный диаметр втулки d2, мм 120
Номинальная длина сопряжения l, мм 80
Материал вала Сталь 35
Материал втулки Сталь 35
Метод запрессовки Механическая
Смазка –
Решение
Величина наименьшего натяга:
, (1.1)
где D – номинальный диаметр сопряжения, мм
ED, Ed – модули упругости материалов соединяемых деталей, Па
Для стали E=2,06·1011 Па
CD, Cd – коэффициенты
;
(1.2)
где D, d1, d2 – соответствующие диаметры сопрягаемых деталей
μd, μD - коэффициенты Пуассона для металлов охватывающей и охватываемой
деталей
Сталь 45: σТD = σТd = σТ = 3,14·108 Па
μd= μD= μ = 0,30
- удельное
эксплуатационное давление по поверхности
контакта, Па
При совместном действии осевого сдвигающего усилия и крутящего момента
;
(1.3)
n=1,5…2 – коэффициент запаса прочности соединения на возможные
перегружения и воздействие вибраций
f – коэффициент трения
f=0,06-0,13 (поверхности сталь-сталь); (1.4)
Принимаем n=2
f=0,1
Тогда:
Прежде, чем приступить к выбору посадки, следует проверить обеспечение прочности соединяемых деталей. Для этого определяют предельное допустимое удельное контактное давление на основе теории наибольших касательных напряжений.
; (1.5)
, (1.6)
где σТD и σТd - условный предел текучести или предел прочности сопрягаемых
деталей
Принимаем
Тогда:
=0,58·3,14·108·
=1,2·108
Па
=0,58·3,14·108·
=1,67·108
Па
Величина
определяется в соответствии с формулой:
Принимаем
Тогда
;
;
=10·106·0,07·
=1,22·10-5м=12мкм
Величина
определяется в соответствии с формулами
(1.1)…(1.3) при РНБ. В качестве
РНБ принимается РДОПD,
т.к. оно имеет меньшее значение, чем
РДОПd.
=1,2·108·0,07·
=144мкм
Назначим посадку
Стандартную посадку выбирают таким образом, чтобы детали не проворачивались относительно друг друга, поэтому:
;
Но прежде, чем выбрать посадку, следует учесть, что на прочность соединения вала и отверстия оказывает существенное влияние высота микронеровностей.
Для расчета компенсации влияния микронеровностей рекомендуется пользоваться
формулами для материалов с одинаковыми механическими свойствами:
,
(2.9)
где k, - коэффициенты, учитывающие смятия микронеровностей поверхностей
отверстия и вала
k=0,25÷0,5
Принимаем:
Тогда:
= 2·0,4·(6,3+7,5)=11,04мкм
Таким образом, при выборе посадок выполняются условия:
23,04
29
– условие выполняется
.
156,04 105 – условие выполняется
Для выбранной посадки (рис.1.1) является характерным следующее:
допуск отверстия ТDтабл=0,030 мм;
допуск вала Тdтабл=0,046 мм;
В соответствии с
ГОСТ 25347-82 принимаем посадку 
или 
.
Рис. 1.1. Схема расположения полей допусков посадки с натягом