Задача 2. Расчёт и выбор посадок с натягом
Методические указания При решении задачи необходимо руководствоваться заданием, указанным в таблице 1, приложения А в соответствии с заданным вариантом. Эскиз соединения приведен на рис.2.1. При решении этой задачи необходимо также ответить на все вопросы, поставленные в задаче 1. Студент самостоятельно принимает необходимые для расчета данные: а) по заданному номинальному размеру сопряжения определяет масштаб эскиза для своего варианта; б) по масштабу устанавливает номинальные размеры диаметров D1 и d1, посадочной длины l (рис.2.1); в) для всех вариантов в качестве материала для сопрягаемых деталей принимаем для шестерни - сталь 45, для вала - сталь 50, а также другие справочные данные, соответствующие этим материалам, необходимые для решения задачи. Методика расчёта и выбора посадок с натягом Расчет посадок с натягом выполняется с целью обеспечить прочность соединения, т.е. отсутствие смещения сопрягаемых деталей под действием внешних нагрузок при достаточной прочности сопрягаемых деталей. Исходя из первого условия, определяется наименьший допускаемый натяг [Nmin], необходимый для восприятия и передачи внешних нагрузок. Исходя извторого условия, определяется наибольший допустимый натяг [Nmax], при котором не будет пластических деформаций на контактных поверхностях при запрессовке. Пример. Рассмотрим порядок расчета и выбора посадки с натягом для соединения отверстие ступицы шестерни – вал (рис.2.1, а). Исходные данные: - dн.с.= 50 мм - номинальный размер соединения; - d1 = 80 мм - наружный диаметр ступицы; - l = 40 мм - длина сопряжения; - DI = 10 мм - диаметр отверстия вала (рис.2.1); - Мкр = 500 Н·м - передаваемый крутящий момент. Справочные данные: -материал шестерни: сталь 45 (модуль упругости Е2 = 2·1011Н/м2, коэффициент Пуассона μ2 = 0,30, предел текучести σТ2 = 35·107Н/м2, шероховатость поверхности RzD = 10 мкм); - материал вала: сталь 50 (Е1 = 2·1011Н/м2, μ1 = 0,30 , σТ1 = 37·107Н/м2, Rzd = 6,3 мкм). Коэффициент трения: - сталь по стали f = 0,069 ÷ 0,13. В данном примере используется коэффициент трения сталь по стали f = 0,08. Решение. 1. Определяем требуемое наименьшее удельное давление на контактных поверхностях соединения по формуле: [Рmin] .
Если задано передаваемое осевое усилие Ро , то требуемое наименьшее удельное давление на контактных поверхностях соединения определяем по формуле:
[Рmin] , Н/м2 . 2. По полученному значению [Рmin] определяем необходимую величину наименьшего расчётного натяга по формуле: мкм
где Е1 и Е2 – модули упругости соответственно вала и отверстия; С1 и С2 – коэффициенты, определяемые, по формулам:
Рис. 2.1. Эскиз соединения деталей с натягом a) вал с отверстием; б) вал без отверстия (D1=0)
а) для вала: ;
б) для отверстия: .
Подставляем найденные значения С1 и С2 в формулу:
.
3. Если шероховатости сопрягаемых поверхностей обозначены параметром Rz, то определяем величину наименьшего допустимого натяга по формуле:
.
Если же шероховатость поверхности оценена параметром Rа, тогда наименьший натяг определяется по формуле: .
4. Определяем наибольшее удельное давление на контактных поверхностях вала P1 и втулки P2, при котором отсутствует пластическая деформация на контактных поверхностях деталей. а) для вала: ;
б) для втулки: . В качестве наибольшего удельного давления [Рн.б.] берётся наименьшее из двух значений (P1 или P2), принимаем P2, , имеющем значение меньшее, чем P1.. Следовательно, [Рн.б.] .
5. Определяем величину наибольшего расчетного натяга по формуле:
6. Определяем наибольший допустимый натяг [Nmax] с учетом шероховатостей поверхностей по формуле:
.
При более точных расчётах необходимо учитывать поправку, если при рабочей температуре натяг увеличивается, а также коэффициент, учитывающий увеличение удельного давления торцов охватывающей детали [3]. 7. Условия подбора посадки: а) наибольший натяг Nmax в подобранной посадке должен быть не больше [Nmax]: Nmax ≤ [Nmax]; б) наименьший натяг Nminу выбранной посадки с учетом допусков возможных колебаний действующей нагрузки и других факторов должен быть больше [Nmin]: Nmin ≥ [Nmin].
8. Пользуясь справочником [3], находим посадку, соответствующую условиям подбора. В нашем примере выбираем посадку , для которой
Nmax= 106 мкм < [Nmax ]=124 мкм; Nmin = 56 мкм > [Nmin] = 53 мкм.
Запас прочности соединения для данной посадки равен:
Nmin – [Nmin ]= 56 – 53 = 3 мкм.
Запас прочности деталей: [Nmax] – Nmax = 124 – 106 = 18мкм.
9. Определяем усилие запрессовки по формуле: где fП – коэффициент трения при запрессовке; fП =(1,15 ÷1,2)·f .
Схема расположения полей допусков деталей посадки с натягом в системе отверстия представлена на рис.2.2.
Удельное давление Рmax при наибольшем натяге Nmax в посадке определяется по формуле: ÷
. Рис. 2.2 Схема расположения полей допусков деталей посадки с натягом в системе отверстия
В тексте записки следует привести: 1) схему расположения полей допусков отверстия и вала; 2) эскизы деталей и соединения в сборе; 3) обозначить предельные размеры деталей и посадки в буквенном и числовом выражениях; 4) обозначить шероховатость посадочных поверхностей.
Популярное: Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1274)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |