![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Лабораторная работа № 2
Тема: «Исследование соединения с натягом» Цель работы: исследование нагрузочной способности соединения с натягом; опытное определение коэффициента сцепления в соединении с натягом. Ход работы: 1. Измерить отклонения посадочных диаметров вала и втулки от номинального размера. 2. Установить, какой из числа рекомендуемых, соответствует посадка исследуемого соединения. 3. Экспериментально определить силы запрессовки, выпрессовки и вращающий момент проворота. 4. На основании расчетных зависимостей и полученных экспериментальных данных определить коэффициент сцепления при запрессовке, выпрессовке и провороте. 5. Ответить на контрольные вопросы и оформить отчет. Порядок выполнения работы Принцип работы соединения деталей с натягом заключается в использовании сил трения между ними. Силы трения обусловлены действием сил упругости в деформируемых при сборке деталях. В таких соединениях диаметр вала до сборки превышает диаметр отверстия втулки на небольшую величину, называемую натягом. Соединение с натягом может передавать осевую силу, вращающий и изгибающий моменты. Передаваемые нагрузки зависят от следующих факторов:
Значение коэффициента сцепления зависит от материалов вала и втулки, наличия смазочного материала и способа сборки соединения. Чаще всего сборку соединения с натягом выполняют запрессовкой. При этом втулку надвигают на вал, преодолевая силу трения. Расчетные зависимости При запрессовке вала во втулку на посадочной поверхности деталей возникает давление, которое может быть определено по формуле P=d*10-3/ d*(C1/E1+C2/E2) где Р – давление на сопряженных поверхностях, МПа; d - расчетный натяг, мкм; d - номинальный диаметр соединения, мм; Е1 и Е2 - модули упругости материалов вала и втулки, МПа; С1 и С2 - коэффициенты вала и втулки, зависящие от размеров деталей и коэффициентов Пуассона материалов деталей. Их можно определить по формулам C1=(1+d1/d)2 / (1-d1/d) -m1 C2=(1+d2/d)2 / (1-d2/d) -m1 где d1 - диаметр отверстая вала, мм; d2 - наружный диаметр втулки, мм; m1 и m2 - коэффициенты Пуассона материалов деталей. Расчетный натяг d связан с измеренным натягом следующей зависимостью, учитывающей смятие микронеровностей сопряженных поверхностей вала и втулки: d=N-6*(Ra1+Ra2) где N - измеренный натяг, мкм; Ra1 и Ra2 - средние арифметические отклонения профиля поверхности вала и втулки, мкм. Осевая сила, сдвигающая детали, и вращающий момент, необходимый для проворота соединения, равны соответственно F=f*p*p*d*L T=f*p*p*d2*L / 2000 где F - осевая сила, Н; Т - вращающий момент, Н.м; f - коэффициент сцепления; L - длина соединения, мм. Измерение деталей и определение посадки соединения
Размеры деталей d, d1, d2, и L (см. рис. 2) измеряют штангенциркулем. Для определения поля допуска посадочного диаметра вала необходимо измерить его отклонение от номинального значения с помощью индикаторного микрометра. рис. 2
Измерения вала выполняют следующим образом. На посадочной поверхности выбирает два поперечных сечения и в каждом из них производят два измерения во взаимно перпендикулярных направлениях. Среднее значение отклонения вала D1 определяют по формуле D1=SD1 i / n где D1 - отклонение вала в i- м замере, мкм; n - число замеров. В соответствии со стандартом (табл. 1, прил.1) устанавливают, какому полю допуска вала удовлетворяет измеренное отклонение его диаметра D1. При выборе поля допуска должно выполняться условие ei< D1< es Для определения поля допуска посадочного диаметра втулки необходимо измерить его отклонение от номинального значения с помощью нутромера. Измерения втулки выполняют следующим образом. На посадочной поверхности выбирают два поперечных сечения и в каждом из них производят два измерения во взаимно перпендикулярных направлениях. Среднее значение отклонения втулки D2 определяют по формуле D2=SD2 i / n где D2i отклонение втулки в i-м замере, мкм; n – число замеров. В соответствии со стандартом (табл. 2. прил. 1) устанавливают, какому полю допуска втулки удовлетворяет измеренное отклонение ее диаметра D2. При выборе поля допуска должна выполняться условие EI< D2< ES
Экспериментальное определение момента проворота, сил запрессовки и выпрессовки. Для сборки и нагружения соединения служит пресс с индикатором усилия, в котором вал запрессовывают во втулку, затем собранное соединение нагружают вращающим моментом до появления взаимного проворота деталей и разбирают выпрессовкой. Приспособление состоит из двух частей, удерживающих вал и втулку в окружном направлении и содержащих упоры, отстоящие на расстоянии R от оси вала и втулки. К упорам от пресса прикладывают окружную силу Ft и таким образом нагружают соединение вращающим моментом Т = Ft * R С помощью имеющихся измерительных средств регистрируют усилие в конечный момент запрессовки, начальный момент проворота и начальный момент выпрессовки, которые дадут после пересчета значения сил запрессовки F3, выпрессовки F8, окружной силы при провороте соединения Ft. Действительное значение момента проворота определяют по формуле Т = Ft * R где Т - момент проворота, Н.м; R (м) - расстояние между осью вала и линией приложения силы Ft.
Определение коэффициента сцепления в соединении Измеренный натяг в соединении равен N=D1-D2 Значения параметров шероховатости посадочных поверхностей вала и втулки Rа1 и Ra2 определяют визуальным сравнением с прилагаемыми эталонными образцами шероховатости поверхностей. Расчетный натяг d определяют по формуле d=N-6*(Ra1+Ra2). Значения коэффициентов сцепления в соединении определяют по следующим зависимостям: при запрессовке f3=F3/(p*p*d*L) при провороте ft=T*2000/(p*p*d2*L) при выпрессовке fB=FB/ (p*p*d*L) Полученные, в результате исследования значения, сравнивают между собой и с рекомендуемыми при расчете соединений с натягом. Обычно в начальные моменты выпрессовки и проворота соединения коэффициент сцепления несколько выше, чем при окончании запрессовки. Это связано с эффектом повышенного трения при страгивании с места по сравнению с трением при движении. Рекомендуемые коэффициенты сцепления обычно назначают, ориентируясь на минимально возможные экспериментальные значения, что призвано обеспечивать запас несущей способности соединений. Для соединения с натягом латунного вала и текстолитовой втулки, собранного запрессовкой, рекомендуемый коэффициент сцепления составляет 0, 07.
Таблица 2
Сделать вывод по полученным результатам.
Ф орма отчета: 1. Наименование работы. 2. Цель работы. 3. Задание на работу. 4. Результаты работы. 5. Вывод. Контрольные вопросы:
1. Поступила партия сопрягаемых между собой деталей. Известно, что все они обеспечивают более вероятный натяг чем зазор и все могут в определенном сочетании обеспечивать соединение с натягом. Вам необходимо выявить все пары, как быть? 2. Сравните экспериментальное и рекомендуемое для расчетов значения коэффициентов трения. В случае несовпадения результатов объясните причины расхождения. Список литературы: 1. Решетов Д.Н. Детали машин, - М.: Машиностроение, 1989г.
|