2015-04-30
3091
Посадки с натягом.
Особенности посадок.
• В сопряжении образуются только натяги. На рис. 1.11 приведена в сокращении схема расположения полей допусков посадок с натягом в системе отверстия для размеров до 500 мм.
• Посадки применяются только в точных квалитетах.
• Они используются для передачи крутящих моментов и осевых сил без дополнительного крепления, а иногда для создания предварительно напряженного состояния у сопрягаемых деталей.
• Посадки предназначены для неподвижных и неразъемных соединений. Относительная неподвижность деталей обеспечивается силами трения, возникающими на контактирующих поверхностях вследствие их упругой деформации, создаваемой натягом при сборке соединения.
• Преимущество посадок – отсутствие дополнительного крепления, что упрощает конфигурацию деталей и их сборку. Посадки обеспечивают высокую нагрузочную способность сопряжения, которая резко возрастает с увеличением диаметра сопряжения.
• В то же время прочность и качество сопряжения зависят от материала сопрягаемых деталей, шероховатостей их поверхностей, формы, способа сборки (сборка под прессом или способ термических деформаций) и т.п.
|
|
|
Области применения некоторых рекомендуемых посадок с натягом.
Посадки H/p; P/h - «легкопрессовые». Имеют минимальный гарантированный натяг. Обладают высокой степенью центрирования. Применяются, как правило, с дополнительным креплением.
Посадка H7/p6 применяется для сопряжения тяжело нагруженных зубчатых колес, втулок, установочных колец с валами, для установки тонкостенных втулок и колец в корпуса.
Посадки H/r; H/s; H/t и R/h; S/h; T/h - «прессовые средние». Имеют умеренный гарантированный натяг в пределах N = (0.0002...0.0006)D. Применяются как с дополнительным креплением, так и без него. При сопряжении возникают, как правило, упругие деформации.
Посадки H7/r6, H7/s6 применяются для сопряжения зубчатых и червячных колес с валами в условиях тяжелых ударных нагрузок с дополнительным креплением (для стандартных втулок подшипников скольжения предусмотрена посадка H7/r6).
Посадки H/u; H/x; H/z и U/h - «прессовые тяжелые». Имеют большой гарантированный натяг в пределах
N = (0.001...0.002)D. Предназначены для соединений, на которые воздействуют большие, в том числе и динамические нагрузки. Применяются, как правило, без дополнительного крепления соединяемых деталей. В сопряжении возникают упругопластические деформации. Детали должны быть проверены на прочность.
Посадки H7/u7; H8/u8 наиболее распространенные из числа тяжелых посадок. Примеры приме-
нения: вагонные колеса на осях, бронзовые венцы червячных колес на стальных ступицах, пальцы
эксцентриков и кривошипов с дисками.
|
|
|
Расчет посадок с натягом.
У посадок с натягом неподвижность сопрягаемых деталей под действием нагрузок обеспечивается силами трения, возникающими при упругой деформации деталей, создаваемой натягом. Минимальный допускаемый натяг определяется исходя из возможных наибольших сил, действующих на сопряжение, а максимальный натяг рассчитывается из условий прочности деталей.
Разность между диаметром вала и внутренним диаметром втулки до сборки называется натягом N. При запрессовке деталей происходит растяжение втулки на величину ND (рис. 1.12) и одновременно сжатие вала на величину Nd, при этом:
N = ND+Nd
Известны зависимости:
ND / D = p * C1 / E1
ND / D = p * C2 / E2
где р – давление на поверхности контакта сопрягаемых деталей, Н/м2;
D – номинальный диаметр, м;
E1, E2 – модули упругости материала втулки и вала, H/м2;
C1, C2 – коэффициенты, определяемые по формулам:
где d1, d2 – диаметры (см. рис.1.10), м;
μ1, μ2 – коэффициенты Пуассона (для стали μ ≈ 0.3, для чугуна μ ≈ 0.5).
Подставив в выражение (1.7) зависимости (1.8), получим наименьший натяг:
Nmin = Pmin * D ((C1 / E1) + (C2 / E2))
Минимальное давление на поверхность контакта рmin определяется из условия обеспечения не-
подвижности сопряжения при действии на него:
• максимальной осевой силы P:
Pmin ≥ P / π D * I * f1
где f1 – коэффициент трения при продольном смещении деталей;
l – длина сопряжения;
• максимального крутящего момента Mкр:
Pmin ≥ 2 * Mкр / π D2 * I * f2
где f2 – коэффициент трения при относительном вращении деталей;
• крутящего момента Mкр и осевой силы P:
Nmax - Наибольший натяг.
Максимальное давление рmax определяется из условия прочности сопрягаемых деталей. В каче-
стве pmax берется меньшее из допустимых значений давлений – рдоп, которые рассчитываются по
следующим формулам:
где σ T D; σ T d - пределы текучести материала деталей при растяжении, H/м
Пример.
Подобрать посадку с натягом для соединения при следующих данных: D = 0.185 м, d1 = 0.110 м,
d2 = 0.265 м, l = 0.17 м.
Соединение нагружено осевой силой P = 392⋅103 H. Детали изготовлены из стали 40,
E1 = E2 = 206 ГПа, σ m = 313 МПа, f1 = 0.14, Rz1 = Rz2 = 8 мкм.
Решение.
1. Определение коэффициентов C1, C2
