Задание 6
Расчет и назначение посадки натягом.
Исходные данные: 1) материал деталей сталь 45 (8 2-10 Н/м. -0,3; / - 0,2; 0, 35-10 Н/м2); 2) величина осевой нагрузка табл. 1.1); 3) величина крутящего момента М, (по табл. 1.1); 4) номинальный диаметр соединения D (по табл. 1.1); 5) длина соединения 1 (по табл. 1.1); 6) внутренний диаметр втулки - 0,84, 7) наружный диаметр корпуса 4 - 1,5d.
Назначить: требования к шероховатости поверхностей деталей в соединении. Определить: 1) посадку с натягом; 2) усилия сборки и разборки соединения под прессом; 3) прочность деталей в соединении; 4) деформации Иллюстрации: 1) расчетная схема соединения; 2) таблица с результатами вычислений; 3) схема расположения полей допусков на размеры со
деталей в соединении.
Требования к шероховатости поверхностей деталей в соединении с натягом: Шероховатость поверхностей втулки и корпуса должна соответствовать Rz ≤ 8 мкм (класс чистоты 7 по ГОСТ 2789-73).
Обоснование:
Расчет минимального контактного напряжения (Pmin):
По условию крутящего момента:
Условие осевой нагрузки дает меньшее значение, поэтому не является критическим.
Определение коэффициентов c₁ и c₂:
Для втулки (d1=96 мм,d=120 ммd1=96мм,d=120мм):
Для корпуса (d2=180 мм,d=120 ммd2=180мм,d=120мм):
Минимальный расчетный натяг (Nmin_расч):
Учет шероховатости: для обеспечения надежного соединения минимальный натяг посадки
В результате получились итоговые результаты (Рисунок 8) и схема расположения допусков (Рисунок 9).
Рисунок 8 - Итоговые результаты допусков
Окончательное представление посадки
Зона допуска для вала и отверстия диаметром 120 мм может быть выражена следующим образом: Отверстие: Ø 120 H7, с размерами от 120,000 мм до 120,035 мм Вал: Ø 120 s6, с размерами от 120,020 мм до 120,039 мм
Следовательно,
правильное обозначение — Ø120
H7/s6,
с натягом в диапазоне от 0,020 до 0,045 мм.
Рисунок 9 - Схема расположения допусков
Заключение
Проведенное исследование позволило обосновать выбор посадки с зазором для соединения вала и конической шестерни в коническом редукторе, что обеспечивает передачу вращающего момента, простоту сборки и предотвращение заедания. На основе исходных данных были назначены поля допусков и квалитеты, рассчитаны предельные отклонения, размеры и зазоры, подтверждающие соответствие выбранной посадки требованиям функциональности.
Анализ схем полей допусков и параметров калибров показал, что разработанные рабочие калибры (пробка и скоба) позволяют эффективно контролировать геометрические характеристики соединения, включая предельные размеры изношенных поверхностей. Использование шпоночного паза в сочетании с оптимальной посадкой обеспечивает надежную фиксацию шестерни на валу при сохранении ремонтопригодности узла.
Результаты работы, представленные в виде таблиц и графических схем, демонстрируют комплексный подход к проектированию точных соединений, что способствует повышению качества и ресурса механизмов в машиностроительной практике.