7 Назначение расчет и анализ посадок

7.1 Расчет посадки с натягом соединения промежуточный вал – колесо

В последнее время для передачи крутящего момента с колеса на вал все чаще применяют соединение с натягом. При посадках с натягом действуют напряжения, распределенные по поверхности соединения, по условной схеме показанной на рис.10.

Рис.10

Действующие со стороны колеса на вал окружная и радиальная силы вызывают перераспределение напряжений. В цилиндрических косозубых передачах соединения вал – ступица нагружены, кроме того, изгибающим моментом от осевой силы в зацеплении. Этот момент также вызывает перераспределение напряжений. Вследствие такого перераспределения на торце детали напряжения в соединении вал – ступица могут оказаться равными нулю. Тогда произойдет так называемое раскрытие стыка, что недопустимо. Посадка с натягом должна быть выбрана из условия нераскрытия стыка.

Валы вращаются относительно действующих на них нагрузок. Поэтому в любой точке поверхности контакта за каждый оборот вала напряжения циклически изменяются в некоторых пределах. Циклическое изменение напряжений приводит к явлению усталости поверхностных слоев материала деталей, к микроскольжению посадочных поверхностей и, как следствие, к их изнашиванию, и так называемой контактной коррозии. Натяг в соединении в этом случае прогрессивно уменьшается и наступает момент, когда колесо повернется относительно вала.

Для предотвращения контактной коррозии или для уменьшения ее влияния в соединении с натягом следует предусматривать определенный запас сцепления К, который принимают согласно [1,с.81]. Для колес промежуточных валов редуктора: К=4.5.

В качестве примера рассчитаем соединение с натягом вал – колесо быстроходной ступени редуктора – см. КТПМ.ДМОК.КП.ПЛК.-4.02.00.00СБ.

Исходными данными для подбора посадки с натягом:

- вращающий момент на колесе Н;

- диаметр соединения мм;

- диаметр отверстия пустотелого вала , так как вал сплошной;

- условный наружный диаметр ступицы колеса мм;

- длина сопряжения .

1. Определение среднего контактного давления:

Среднее контактное давление определяем по формуле [1,с.81]:

,

где К – коэффициент запаса сцепления.

Осевую силу , действующую в зацеплении, в расчет не принимают: как показывает анализ, после приведения сил и к диаметру d соединения, влияние осевой силы оказывается незначительным.

f – коэффициент сцепления (трения).

Согласно [1,с.82] для соединения сталь-сталь f = 0.14.

МПа.

2. Деформация деталей:

Деформацию деталей рассчитываем по формуле [1,с.82]:

,

где и - коэффициенты жесткости;

Е= МПа – модуль упругости стали;

μ – коэффициент Пуассона: для стали = 0.3, согласно [1,с.82].

Коэффициенты жесткости находим по формулам [1,с.82]:

; .

Тогда деформация деталей будет равна:

мкм.

3. Поправка на обмятие микронеровностей:

Поправку на обмятие микронеровностей рассчитаем по формуле [1,с.82]:

,

где и - средние отклонения профиля поверхности:

мкм согласно табл.22.2 [1,с.349];

мкм.

4. Поправка на температурную деформацию:

Так как рабочая температура  70 , выбираем , ,

Поправку на температурную деформацию вычислим по формуле [1,с.82]:

,

где ;

мкм.

5. Минимальный натяг, необходимый для передачи вращающего момента определим по формуле [1,с.82]:

;

мкм .

6. Максимальный натяг, допускаемый прочностью охватывающей детали вычислим по формуле [1,с.82]:

,

где мкм [1,с.82] – максимальная деформация, допускаемая прочность деталей соединения,

где Мпа [1,с.82] - максимальное давление, допускаемое прочностью охватывающей детали ( - предел текучести материала охватывающей детали, МПа).

МПа;

мкм;

мкм.

7. Выбор посадки.

По значениям и выбираем из табл. 6.3 [1,с.83] одну из посадок, удовлетворяющих условию:

; .

Выбираем посадку для которой , .