Расчет и выбор посадок с натягом

Посадки с натягом предназначены для неподвижных соединений неразъемных соединений (или разбираемых лишь в отдельных случаях при ремонте), как правило, без дополнительного крепления винтами штифтами шпонками и т. д.. Относительная неподвижность деталей при этих посадках достигается за счет напряжений, возникающих в материале сопрягаемых деталей вследствие действия деформаций их контактных поверхностей.

Проведем расчет посадки сопряжения зубчатого колеса 15 с валом 40.Для этого примем l = 75 мм, d _н.с.= 50 мм, d1 = 0 мм, d ₂ = 85 мм.

M _k = 50 Н*м.

Шероховатость принимаем равной R_{z d} = 8 мкм, R_zD =5.3 мкм. Корпус и зубчатое колесо изготовлено стали (µ = 0.3).

Рисунок 1- Расчетная схема

Наружный диаметр ступицы d ст, мм, определяется по формуле [методическое пособие по курсовому проекту с.11]

d ст = 1.7 d н.с.,

где d н.с- номинальный диаметр вала, 50 мм,

d ст = 1.7*50 = 85 мм

Длина ступицы

l ст = 1.5* d н.с

l ст = 1.5*50 = 75 мм

В результате рассчитаем величину наименьшего натяга, способного передать такие нагрузки:

,

где ЕD и Еd – модули упругости материалов втулки и вала, табл 1.6 [1, ч. 1, с. 335]; CD и Cd – коэфициент Лямэ для втулки и вала.

Определим необходимые величины: определим требуемую величину давления на поверхности: [ [методическое пособие по курсовому проекту c. 12]

1) определим коэффициенты Лямэ: [c.12]

Рассчитаем необходимый натяг:

Данная величина должна быть скорректирована с учетом смятия поверхностей, потому что рассчитанная величина не будет обеспечена в следствие снижения шероховатости в процессе запрессовки.

Определим наименьший допустимый натяг с учетом уменьшения действительного натяга за счет смятия неровностей при запрессовке

Выберем посадку из таблиц, системы допусков и посадок, при этом учитываем условие относительной подвижности сопрягаемых деталей.

Окончательно принимаем для d=50 мм посадку Ø

Выполним расчет по наибольшему допускаемому давлению для обеспечения прочности сопрягаемых деталей.

для вала-

для втулки-

,

где и -пределы текучести материала втулки и вала, МПа.

В качестве [Pmax] принимаем наименьший из двух значений

Находим величину наибольшего расчетного натяга

Вычисляем наибольший допустимый натяг с учетом среза и смятия неровностей

По таблице1.49 [1, ч. 1] выбираем стандартную посадку удовлетворяющую следующим условиям

Принимаем посадку в системе отверстия Ø , как предпочтительную.

Находим необходимое усилие для запрессовки деталей без применения термических методов сборки