1. Расчёт и выбор посадок гладких цилиндрических соединений с натягом

Расчет и выбор посадок гладких цилиндрических соединений производится в следующей последовательности.

1. Рассчитать и выбрать посадку с натягом, установить предельные отклонения и определить предельные размеры и допуски деталей, а также получаемые в соединении зазоры и допуск посадки.

2. В произвольном масштабе построить схему полей допусков соединяемых деталей.

3. Вычертить сборочный и подетальный эскизы соединяемых деталей с указанием посадки, предельных отклонений деталей и шероховатости поверхностей.

4. Выбрать универсальные средства измерения для соединяемых деталей.

Исходными данными для расчета являются:

Материал вала и втулки: Сталь 40X

Номинальный диаметр соединения, d_H =50 мм;

Внутренний диаметр вала, d₁=15 мм

Наружный диаметр втулки, d₂=110 мм

Длина соединения (подшипника), l=50 мм;

Передаваемый крутящий момент, М_кр=1280 Н^.м

Коэффициент трения, f=0,1;

Предел текучести σ_т=800^.10⁶ Н/м²

Коэффициенты Пуассона μ_d= μ_D=0,3

Модуль упругости E_d=E_D=2,1^.10¹¹Н/м²

_.R_zD=8мкм и R_zd =6,3мкм- величины шероховатости поверхности втулки и вала.

.

Определим величину наименьшего удельного давления по формуле :

(1.1)

= 65.2 Н/м²

Определим величину наименьшего допустимого натяга по формуле :

(1.2)

Определим коэффициенты С_D и C_d по формулам:

(1.3)

(1.4)

С учётом наличия шероховатостей поверхностей соединения определим величину расчётного натяга по формуле:

N_рас=N_min+1,2^.(R_zD+ R_zd) мкм. (1.5)

N_рас=45+1,2^.(8+6,3)=62.2 мкм.

Из приложения 9 выбираем посадку удовлетворяющую условию:

N_рас≤ N_{min ст} (1.6)

Приведенному условию удовлетворяет стандартная посадка 50, выполненная в системе отверстия: предельные отклонения для отверстия50H8; предельные отклонения для вала 50z8()

Определим предельные натяги в соединении :

N_max= es–EI = 0,175 –0 = 0,175 (мм) = 175(мкм) (1.7)

N_min= ei–ES = 0,136 – 0 =0.136 (мм) = 136(мкм) (1.8)

Определяем P_max при N_{max ст} согласно выбранной посадке по формуле:

(1.9)

Зная значение Pmax определяем σ_d и σ_D по формулам:

(1.10)

(1.11)

Если эти напряжения меньше предела текучести материала соединяемых деталей то посадка выбрана верно.

(1.12) σ_d <σ _dТ и σ_D <σ_DT

σ _dТ и σ_DT по таблице приложения 5 (1) для Стали 40 равны 800^.10⁶ Н/м²

Рассчитаем необходимое усилие при запрессовке по формуле:

R_n= π^.d_н^. l ^. f_n ^. Pmax (1.13)

R_n= 3,14^. 0,05^. 0,05^. 0,11^. 237 = 267904.8 Н/м²

Определим предельные размеры и допуски на изготовление деталей соединения согласно выбранной посадки.

а) отверстия:

D_max=D_н +ES (1.14)

D_max =50+0,039= 50,039 (мм)

D_min=D_н+EI (1.15)

D_min =50+0=50 ( мм)

T_D= D_max–D_min=ES–EI (1.16)

T_D = 50.039–50 =0,039 ( мм)

б) вала:

d_max=d_n+es (1.17)

d_max=50+0,0175=50,175 (мм)

d_min=d_n+ei (1.18)

d_min=50+0,136=50.136 (мм)

Td=es–ei (1.19)

Td=0,175–0,136=0,039 (мм)

Строим схему расположения полей допусков. Схема изображается в произвольном масштабе. Номинальному размеру соединения соответствует нулевая линия, которая изображается горизонтально. Вверх от нее откладываются положительные отклонения размера, а вниз - отрицательные.

Вычерчиваем сборочный и подетальный эскизы соединяемых деталей с указанием посадки, предельных отклонений и шероховатости поверхностей.