Метрология стандартизация и сертификация 2 Перспективы развития (стр. 3 из 5)

Рисунок 4.2 – Схема полей допусков для посадок в системе вала 90JT6

5 Расчет и выбор неподвижной посадки

Схема неподвижного соединения представлена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 – Схема неподвижного соединения

Удельное давление в поверхности сопряжения деталей, необходимое для передачи крутящего момента p, Па определяем по формуле

, (5.1)

где M_кр – крутящий момент, Нм;

l – длина контакта сопрягаемых поверхностей, м;

d – номинальный диаметр сопряжения, м;

n – коэффициент запаса прочности соединения;

f – коэффициент трения сопрягаемых материалов.

Коэффициент запаса прочности соединения принимает равным 1,1.

Коэффициент трения сопрягаемых материалов принимаем равным 0,1.

n=1,1;

f=0,1.

Необходимый наименьший расчетный натяг соединения толстостенных цилиндрических деталей N_min определяем по формуле

, (5.2)

где [P_min] – значение наименьшего функционального давления в поверхности сопряжения «вал-втулка» необходимого для передачи крутящего момента, Па;

d– номинальный диаметр сопряжения, м;

E_D, E_d– модули упругости для материалов втулки и вала, Па;

C_D, C_d– коэффициенты Ляне для втулки и вала.

Принимаем значение наименьшего функционального давления в поверхности сопряжения «вал-втулка» необходимого для передачи крутящего момента равным удельному давлению в поверхности сопряжения деталей [P_min] = 6,65*10⁶Па.

Модули упругости для материалов втулки и вала принимаем равными E_D=E_d=2*10¹¹ Па.

Коэффициенты Ляне для втулки и вала определяем по формулам

; (5.3)

; (5.4)

где

– модули упругости для материалов втулки и вала, Па;

d₁, d₂ – геометрические данные неподвижного соединения, м;

Модули упругости для материалов втулки и вала принимаем равными 0,3.

Подставляя числовые значения в формулы (5.3) и (5.3) получим

По формуле (5.2) определим наименьший расчетный натяг соединения толстостенных цилиндрических деталей

Наименьший функциональный натяг [N_min], м определим по формуле

, (5.5)

где N_min – наименьший расчетный натяг, м;

j_ш – поправка, учитывающая смятие неровностей поверхностей деталей при сборке, м;

j_t– поправка, учитывающая влияние изменения линейных размеров материалов деталей за счет разницы температур работы и сборки, м;

j_ц – поправка, учитывающая ослабление натяга из-за центробежных сил, м;

j_п – поправка, вносимая повторной запрессовкой, м.

Принимаем, что первичная сборка (j_п = 0) деталей из стали осуществляется при температуре работы соединения (j_t= 0), а влияние центробежных сил при d < 500мм несущественно (j_ц = 0).[3]

Поправку, учитывающую смятие неровностей поверхностей деталей при сборке j_ш определим по формуле

, (5.6)

где R_zD – шероховатость поверхности отверстия, м;

R_zd – шероховатость поверхности вала, м.

R_zD = 20*10^{-6 м;}

R_zd = 10*10^{-6 м.}

Наименьший функциональный натяг по формуле (5.5) получим

Предельно допустимое давление в поверхности отверстия P_maxD и предельно допустимое давление в поверхности вала P_maxdопределим по формулам

(5.7)

(5.8)

где

– пределы текучести материалов втулки и вала, Па;

d, d₁, d₂ – геометрические исходные данные неподвижного соединения, м.

Для стали 35 – пределы текучести материалов втулки и вала будут равны 315*10⁶ Па.

Подставляя числовые значения в формулы (5.7) и (5.8) получим

Наибольшее функциональное давление [P_max] выбирается равным меньшему из двух значений P_maxD и P_maxd.

[P_max] = 107,2*10⁶ Па.

Наибольший допустимый натяг неподвижной посадки [N_max] определим по формуле

, (5.9)

где N_max– наименьший расчетный натяг, м;

j_уд – коэффициент, учитывающий увеличение натяга на торцах охватывающей поверхности, м;

j_ш – поправка, учитывающая смятие неровностей поверхностей отверстия и ваала, м;

j_t– поправка, учитывающая изменение натяга при рабочей температуре, м.

Принимаем j_t = 0 и j_уд = 1, так как температура сборки и работы сборочной единицы одна, а увеличение натяга на торцах не существенно.[3]

Поправку, учитывающую смятие неровностей поверхностей деталей при сборке j_ш определим по формуле

, (5.10)

где R_zD – шероховатость поверхности отверстия, м;

R_zd – шероховатость поверхности вала, м.

R_zD = 20*10^{-6 м;}

R_zd = 10*10^{-6 м.}

Наибольший расчетный натяг N_max определим по формуле

(5.11)

По формуле (5.9) наибольший допустимый натяг неподвижной посадки

По функциональным предельным значениям натягов выбираем неподвижную посадку, удовлетворяющую условиям

; (5.12)

, (5.13)

где

и – предельные значения натягов стандартной (выбранной) посадки, м

, (5.14)

где

– допуск натяга, м;

– допуск стандартного натяга, м.

По ГОСТ 25347-82 выбираем предпочтительную посадку с натягом в системе отверстия[1]

Допуск отверстия TD=0,087мм, допуск вала Td=0,054мм. Натяги

, .

;

.

Запас прочности эксплуатации стандартной посадки Б, м определим по формуле

(5.15)