2015-07-14
402
Изучение методики определения допустимых значений минимального и максимального натяга, исходя из конструктивных особенностей и условий эксплуатации соединения, расчет и выбор стандартной посадки с натягом.
1 Описание соединения. В данной конструкции с натягом соединяются втулка 1 (рисунок 2.1), выполненная из термообработанной стали 40Х (на сборочном чертеже – позиция 14) и шестерня 2 (на сборочном чертеже – позиция 16), выполненная из бронзы БрАж9-4. Соединение передает крутящий момент от вала на шестерню М кр = 28 Нм. Основная цель применения соединения с натягом – это установка втулки из более прочного материала для повышения надежности шпоночного соединения. Соединение с натягом собирается поперечным методом с предварительным охлаждением охватываемой детали.
Рисунок 2.1 – Эскиз соединения с натягом
2 Выбор физико–механических свойств охватываемой (1) и охватывающей (2) деталей по таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Физико–механические свойства материалов (только свои строки!)
|
|
|
| Марка материала | Коэффициент линейного расширения α, 0С-1 | Модуль упругости Е, Па | Коэффициент Пуассона µ | Предел текучести σт, МПа |
| Сталь 45 | 11,65×10-6 | 2,04×1011 | 0,3 | |
| Сталь 40Х | 12,0×10-6 | 2,0×1011 | 0,3 | |
| Чугун СЧ15 | 11,0×10-6 | 1,23×1011 | 0,25 | |
| Чугун СЧ18 | 11,0×10-6 | 1,23×1011 | 0,25 | |
| Чугун СЧ28 | 11,0×10-6 | 1,23×1011 | 0,25 | |
| Бронза БрА9Ж4 | 16,2×10-6 | 1,16×1011 | 0,35 | |
| Бронза БрО10Ф1 | 17,0×10-6 | 1,0×1011 | 0,35 |
В данном случае:
µ1 = 0,35;
µ2 = 0,3;
Е 1 = 1×1011 Па;
Е 2 = 2,0×1011 Па;
= 250 Мпа;
= 786 Мпа.
3 Определяем значения минимального контактного давления Р min в соединении из условия его неподвижности при действии крутящего момента [1, 2].
В данном варианте:
Коэффициент трения сцепления f кр в данном соединении с натягом при поперечной сборке с охлаждением вала равен 0,1.
4 Определим значения максимально допустимого контактного давления в соединении Р max из условия отсутствия пластической деформации охватываемой и охватывающей деталей.
Р max= 108,75 МПа.
6 Определим минимальный 
и максимальный 
натяги по формуле [1, 2]:
где С 1 и С 2 – коэффициенты, определяемые по формулам:
и 
6 Определим поправки ∆ NR, учитывающей срез и смятие неровностей, по формуле [1, 2]:
∆ NR = 5 
.
Для деталей, соединяемых поперечным методом, выбираем
= 0,8 мкм; 
= 1,6 мкм.
∆ NR = 5(0,8 + 1,6) = 12 мкм.
7 Определяем минимальный и максимальный расчетный натяг:
= + ∆ NR = 6,74 + 12 = 18,74 мкм;
= 
+ ∆ NR = 
+ 12 = 69,78 мкм,
где 
– коэффициент, учитывающий увеличение контактного давления в соединении у торцов охватывающей детали (равен 0,9).
8 Определим средний квалитет посадки:
,
где i – единица допуска, выбираемая по таблице 2.2.
|
|
|
Таблица 2.2 – Значение единицы допуска для интервалов размеров
| Интервалы размеров, мм | До 3 | Свыше 3 до 6 | Свыше 6 до 10 | Свыше 10 до 18 | Свыше 18 до 30 | Свыше 30 до 50 | Свыше 50 до 80 |
| i, мкм | 0,55 | 0,73 | 0,90 | 1,08 | 1,31 | 1,56 | 1,86 |
| Интервалы размеров, мм | Св. 80 до 120 | Св. 120 до 180 | Св. 180 до 250 | Св. 250 до 315 | Св. 315 до 400 | Св. 400 до 500 | |
| i, мкм | 2,17 | 2,52 | 2,89 | 3,22 | 3,54 | 3,89 |
По таблице 2.3 ближайший квалитет в сторону повышения точности – IT9.
Таблица 2.3 – Значение среднего квалитета посадки для квалитетов
| Квалитет | ||||||||||||
| а |
В стандарте ГОСТ 25347–82 посадки с натягом в IT9 не предусмотрены, поэтому выбираем IT8.
8 Выбор стандартной посадки в системе отверстия в соответствии с условиями 
и 
.
Для посадки Ø 26 
= 22 мкм, 
= 44 мкм, т.е. условия выбора выполняются.
9 Схема расположения полей допусков выбранной посадки представлена на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 – Схема расположения полей допусков посадки с натягом
Вывод. Выбранная стандартная посадка обеспечивает запас прочности как по минимальному 
= 3,26 мкм, так и по максимальному 
= 25,78 мкм натягам. Посадочные размеры деталей выполняются по 6–му и 5 квалитетам с шероховатостью 
= 1,6 мкм; 
= 1,6 мкм, что технологически вполне достижимо.
2.2 Выбор посадок с зазором и переходных посадок
