1 Расчёт и выбор посадок

1.1Посадка с натягом (2-9) 

1. Исходные данные для расчёта посадок с натягом

Таблица 1.1

№ Наименование величины	Обозначения в формулах	Численная величина	Единица измерения
Крутящий момент	Мкр	108	Нм
Осевая сила	Р0	0	Н
Номинальный диаметр соединения	dн	42	мм
Внутренний диаметр вала	d1	35	мм
Наружный диаметр втулки	d2	80	мм
6. Длина сопряжения	l	35	мм
7. Коэффициент трения	f	0,07	-
8. Модуль упругости материала втулки	ЕD		Па
9. Модуль упругости материала вала	Еd		Па
10. Коэффициент Пуассона материала втулки		0.3	-
11. Коэффициент Пуассона материала вала		0.33	-
12. Предел текучести материала втулки
13. Предел текучести материала вала

.

Рисунок 1.1 Расчетная схема к определению посадки с натягом

2. Определение величины наименьшего натяга.

По заданным значениям определяем необходимую величину наименьшего расчетного натяга [1]:

, (1.1)

где Е_d и Е_D – модули упругости материалов соответственно охватываемой и охватывающей деталей, С_d и С_D – коэффициенты жесткости конструкции, определяемые по формулам:

; , (1.2)

Подставляем данные из таблицы 1 в формулу (1.2):

; ,

тогда по формуле (1.1):

.

3. Определение величины минимально допустимого натяга.

Определяем с учётом поправок величину минимального допустимого натяга [1]

, (1.3)

где - поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей деталей при образовании соединения [1]

, (1.4)

принимаем Ra_D = 1.25мкм, Ra_d = 0.63мкм, тогда по формуле (1.4)

- добавка, компенсирующая уменьшение натяга при повторных запрессовках

- поправка, учитывающая различие рабочей температуры деталей и температуры сборки, различие коэффициентов линейного расширения материалов соединяемых деталей

, т.к температура

Тогда по формуле (1.3)

=45+9.4=54,4 мкм.

4. Максимально допустимое удельное давление.

На основе теории наибольших касательных напряжений определяется максимальное допустимое удельное давление , при котором отсутствует пластическая деформация на контактных поверхностях деталей.

В качестве берётся наименьшее из двух значений:

; (1.5)

, (1.6)

где и - предел текучести материалов охватываемой и охватывающей деталей. Подставляем данные в формулы (1.5) и (1.6), получим:

;

.

5. Наибольший расчетный натяг:

, (1.7)

подставляем значения в формулу (1.7), тогда

6. Величина максимально допустимого натяга.

Определяем с учётом поправок величину максимального допустимого натяга:

, (1.8)

где - поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей деталей при образовании соединения:

,

- коэффициент увеличения удельного давления у торцов охватывающей детали, полученные значения заносим в формулу (1.8)

.

7. Выбор посадки.

Выбираем посадку из таблиц системы допусков и посадок по табл. 1.49 [1]:

Ближайшей посадкой согласно ГОСТ 25347-82 является посадка , для

которой где и

(Рис.1.2). Выбранная посадка удовлетворяет неравенству > .

Рисунок 1.2 Схема расположения полей допусков “Отверстие” и “Вала” к расчёту посадки с натягом.

1.2.Расчет переходной посадки(1-7)

1. Предельные значения зазора:

.

2. Выбор посадки

Для данного соединения наиболее подходит посадка -40 , для которой .

Рисунок 1.3 Схема расположения полей допусков к расчёту переходных посадок.

3. Среднее квадратичное отклонение.

Определяем среднее квадратичное отклонение суммарной совокупности:

.

При средних размерах отверстия и вала получается зазор S_C=2,5мкм. Вычислим вероятность значения зазора в пределах от 0 до 2,5 мкм, т.е. найдём площадь, ограниченную линией симметрии кривой и ординатой, расположенной на расстоянии +2,5 мкм от линии симметрии, т.е. Х=2,5:

.

Пользуясь таблицей значений функций Ф(z), находим, что вероятность зазора в пределах от 0 до 4 мкм составляет Ф(z)=0.1915. Вероятность получения зазоров в соединении 0,5+0,1915=0,69 или 69%. 1-0,69=0,31 или 31%.Предельные значения натягов и зазоров:

Рисунок 1.4 Вероятность получения соединений с натягом и зазором в посадке 40

2 РАСЧЁТ КАЛИБРОВ

2.1. Расчёт исполнительных размеров гладких калибров – скоб.

Расчет калибров производим для фланца 10.

1. Верхнее и нижнее отклонение посадочной поверхности.

По СТ СЭВ 144-75 определяем верхнее и нижнее отклонения посадочной поверхности фланца 10  130 h6:

верхнее отклонение вала es = +0 мкм,

нижнее отклонение вала ei = -25 мкм.

2. Предельные размеры вала.

Наибольший предельный размер вала:

.

Наименьший предельный размер вала:

.

3. Определение z₁, H₁ и Y₁.

По табл. 2 ГОСТ 24853-81 (СТ СЭВ157-75) «Калибры гладкие для размеров до 500 мм». Допуски определяем:

z₁ = 6 мкм – отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наибольшего предельного размера вала;

Н₁ = 7 мкм – допуск на изготовление калибров для вала;

Y₁ = 6 мкм – допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия.

Граница износа

Y₁=6

3

+

0

-

h6

H₁=7

Z₁=6

Проходная сторона

-25

H₁=7

d_min=129,97мм

Непроходная сторона

d_max=130 мм

Рисунок 2.1 Схема расположения полей допусков вала, ПР и НЕ калибров-скоб для вала 130 h6.

4. Расчет исполнительных размеров.

Считаем исполнительные размеры калибров – скоб.

В качестве исполнительного размера скобы берётся наименьший предельный её размер с положительным отклонением, равным допуску на изготовление калибра.

Наименьший придельный размер ПР стороны калибра – скобы :

.

Наименьший предельный размер НЕ стороны калибра – скобы :

.

2.2. Расчёт исполнительных размеров гладких калибров – пробок.

Контроль отверстия диаметром 130 Н7 осуществляется с помощью предельных калибров – пробок. Произведём расчёт их исполнительных размеров.

1. Верхнее и нижнее отклонение посадочной поверхности.

По СТ СЭВ 144-75 определяем верхнее и нижнее отклонения.

Верхнее отклонение отверстия ES = +40 мкм,

нижнее отклонение отверстия EI = 0 мкм.

2. Предельные размеры отверстия.

Находим наибольший размер отверстия:

.

3. Определение z, H и Y.

По табл. 2 ГОСТ 24853-81(СТ СЭВ157-75) «Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски», определяем:

z = 6 мкм – отклонение середины поля допуска калибра;

Н = 7 мкм – допуск на изготовление калибров для отверстия;

Y = 6 мкм – допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделия.

Н=7

Непроходная сторона

+40

НЕ

Н=7

Н7

Проходная сторона

T_D=40мкм

ПР

+

0

-

Z=6

Y=6

Граница износа

D_H=D_min=130мм

D_max=130,04мм мм

Рисунок 2.2 Схема расположения полей допусков вала, ПР и НЕ калибров-пробок для отверстия 130 Н7.