Варламова-Тибанов - Соединения (Л.П. Варламова, В.П. Титбанов - Методические указания к выполнению домашнего задания по разделу "Соединения"), страница 7

ðÿä Ra40 â ïðèëîæåíèè 2).5. ÑÎÅÄÈÍÅÍÈß Ñ ÍÀÒßÃÎÌ5.1. Îáùèå ñâåäåíèÿÎáúåêòû çàäàíèé – ñîåäèíåíèÿ ñ íàòÿãîì ïî öèëèíäðè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè. Ïðèìåð ñîåäèíåíèÿ ïîêàçàí íà ðèñ. 5.1, ãäå 1 – îõâàòûâàåìàÿ äåòàëü; 2 – îõâàòûâàþùàÿ äåòàëü. Íîðìàëüíîå ê ïîâåðõíîñòè êîíòàêòà äàâëåíèå, âîçíèêàþùåå ïðè ñáîðêå çà ñ÷åò ñèë óïðóãîñòè, îáîçíà÷åíî p.Ðàññ÷èòûâàÿ ñîåäèíåíèå, íåîáõîäèìî:à) îáåñïå÷èòü ñïîñîáíîñòü ñîåäèíåíèÿ âîñïðèíèìàòü çàäàííóþíàãðóçêó;á) ïðîâåðèòü ïðî÷íîñòü äåòàëåé ñîåäèíåíèÿ;47Ðèñ. 5.1â) óñòàíîâèòü íåîáõîäèìûå óñëîâèÿ ñáîðêè (ñèëó çàïðåññîâêè,òåìïåðàòóðó íàãðåâà èëè îõëàæäåíèÿ).Íàòÿã â ñîåäèíåíèè îáåñïå÷èâàþò ïðè èçãîòîâëåíèè äåòàëåé ïîñòàíäàðòíûì ïîñàäêàì ñ íàòÿãîì (ÃÎÑÒ 25347–82). Êàæäîé ïîñàäêåñîîòâåòñòâóþò ïðåäåëüíûå çíà÷åíèÿ òàáëè÷íûõ (èçìåðåííûõ) ìèíèìàëüíîãî Nmin è ìàêñèìàëüíîãî Nmax íàòÿãîâ.

Ïðèíèìàþò ðàñïðåäåëåíèå äåéñòâèòåëüíûõ ðàçìåðîâ äåòàëåé ïî íîðìàëüíîìó çàêîíó.Íà ðèñ. 5.2 ïîêàçàíû ïëîòíîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ âåðîÿòíîñòåé îòêëîíåíèé ðàçìåðîâ îòâåðñòèé è âàëîâ îò íîìèíàëüíîãî ðàçìåðà.Ïðåäåëüíûå ðàçìåðû âñòðå÷àþòñÿ ðåäêî. Ïîýòîìó îòðåçàþò «õâîñòû» ðàñïðåäåëåíèÿ äåéñòâèòåëüíûõ ðàçìåðîâ è íàòÿãîâ (íà ðèñ. 5.2óñå÷åííûå çîíû çà÷åðíåíû) è äîïóñêàþò, òåì ñàìûì, îïðåäåëåííûéðèñê. Ïîëó÷åííûå òàêèì îáðàçîì íàòÿãè íàçûâàþò âåðîÿòíîñòíûìè(Np min, Np max). Ïðè ñòåïåíè ðèñêà, ðàâíîé 0,27 %, èõ îïðåäåëÿþò ïîçàâèñèìîñòèNp min/ max= N m m 0,5 ( TD ) 2 + ( Td ) 2 ,(5.1)ãäå Nm – ñðåäíèé òàáëè÷íûé íàòÿã, TD è Td – äîïóñêè îòâåðñòèÿ è âàëà ñîîòâåòñòâåííî. ñâîþ î÷åðåäüNm =es + ei ES + EI,22ãäå es, ei – âåðõíåå è íèæíåå îòêëîíåíèÿ ðàçìåðà âàëà îò íîìèíàëà;ES, EI – âåðõíåå è íèæíåå îòêëîíåíèÿ îòâåðñòèÿ.48Ðèñ.

5.2Íàãðóçî÷íóþ ñïîñîáíîñòü ñîåäèíåíèÿ ðàññ÷èòûâàþò ïî ìèíèìàëüíîìó âåðîÿòíîñòíîìó íàòÿãó ïîñàäêè Np min, ïðî÷íîñòü äåòàëåéè óñëîâèÿ ñáîðêè – ïî ìàêñèìàëüíîìó âåðîÿòíîñòíîìó íàòÿãó Np max.Ïðè ñáîðêå ñîåäèíåíèÿ ìèêðîíåðîâíîñòè ïîâåðõíîñòåé êîíòàêòà÷àñòè÷íî äåôîðìèðóþòñÿ, óìåíüøàÿ íàòÿã, ÷òî ó÷èòûâàþò ñ ïîìîùüþ ïîïðàâêè(5.2)u R = k 1R a1 + k 2 R a 2 ,ãäå k1 è k2 – êîýôôèöèåíòû; Ra1 è Ra2 – ñðåäíèå àðèôìåòè÷åñêèå îòêëîíåíèÿ ïðîôèëÿ ñîïðÿãàåìûõ ïîâåðõíîñòåé, ìêì.Ïðè Ra > 1,25 ìêì k = 5. Ïðè R a £ 1,25 ìêì k = 6.Ðàñ÷åò ñîåäèíåíèÿ âåäóò ïî ðàñ÷åòíûì íàòÿãàì* d, ìåíüøèì èçìåðåííûõ N:(5.3)d = N -uR.Îïðåäåëÿþò ðàñ÷åòíûå íàòÿãè d min è d max , ñîîòâåòñòâóþùèå âåðîÿòíîñòíûì íàòÿãàì N p min è N p max :d min = Np min- u R ; d max = Np max-uR.(5.4) îáëàñòè óïðóãèõ äåôîðìàöèé äàâëåíèÿ ïðîïîðöèîíàëüíû ðàñ÷åòíûì íàòÿãàì.

(Íàòÿãó d min ñîîòâåòñòâóåò äàâëåíèå p min , íàòÿãód max – p max .)5.2. Îáåñïå÷åíèå ñïîñîáíîñòè ñîåäèíåíèÿ ïåðåäàâàòü çàäàííóþíàãðóçêóÑîåäèíåíèå ñïîñîáíî ïåðåäàâàòü âñå âèäû íàãðóçîê. Îñåâóþ ñèëó FA, êðóòÿùèé (âðàùàþùèé) ìîìåíò T, à òàêæå òî è äðóãîå îäíîâðåìåííî ñîåäèíåíèå ïåðåäàåò çà ñ÷åò ñèë òðåíèÿ íà ñîïðÿæåííûõ ïî*  îáùåì ñëó÷àå ðàñ÷åòíûé íàòÿã d îïðåäåëÿþò, ââîäÿ äîïîëíèòåëüíóþ ïîïðàâêóíà òåìïåðàòóðíóþ äåôîðìàöèþ è îñëàáëåíèå íàòÿãà ïîä äåéñòâèåì öåíòðîáåæíûõñèë (ñì.

[1 – 4]).49âåðõíîñòÿõ, èçãèáàþùèé ìîìåíò M è ðàäèàëüíóþ ñèëó FR – çà ñ÷åòïåðåðàñïðåäåëåíèÿ äàâëåíèÿ p.Äàâëåíèå p, íåîáõîäèìîå äëÿ ïåðåäà÷è çàäàííûõ îñåâîé ñèëûFA è êðóòÿùåãî (âðàùàþùåãî) ìîìåíòà T, îïðåäåëÿþò èç óñëîâèÿïðåäîòâðàùåíèÿ ñäâèãà (ñì. ðèñ. 5.1)p=k × FS,pdl f2æ 2T ×10 3 ö÷ ,FS = F A2 + çç÷dèø(5.5)ãäå FS – ñóììàðíàÿ ñèëà; d è l – äèàìåòð è äëèíà ñîåäèíåíèÿ; k – êîýôôèöèåíò çàïàñà ñöåïëåíèÿ; f – êîýôôèöèåíò òðåíèÿ (ñöåïëåíèÿ)(òàáë. 5.1).Òàáëèöà 5.1Çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòîâ òðåíèÿ â ñîåäèíåíèÿõ ñ íàòÿãîìÐàñ÷åò ïðî÷íîñòè ñîåäèíåíèÿÎïðåäåëåíèå ñèëûÌàòåðèàë äåòàëåé Ñáîðêà ïðåññîâàíèïðåññîâàíèÿ, fïÑáîðêà íàãðåâîì, fåì, fÑòàëü – ñòàëü0,080,140,22Ñòàëü – ÷óãóí0,070,100,14Ñòàëü (÷óãóí) –áðîíçà (ëàòóíü)0,050,070,10Ïðè ñòàòè÷åñêîé íàãðóçêå è íåïîäâèæíûõ äåòàëÿõ ïðèíèìàþò k =2.

Ïðè äåéñòâèè íà îõâàòûâàåìóþ äåòàëü çíàêîïåðåìåííûõ íàïðÿæåíèé èçãèáà (âàëû, âðàùàþùèåñÿ îòíîñèòåëüíî âåêòîðà íàãðóçêè)êîýôôèöèåíò çàïàñà óâåëè÷èâàþò. Ïðè âûïîëíåíèè äîìàøíèõ çàäàíèé â òàêèõ ñëó÷àÿõ ìîæíî ïðèíÿòü k ³ 3. Áîëåå òî÷íûå çíà÷åíèÿ kïðèâåäåíû â [7].Åñëè ñîåäèíåíèå íàãðóæåíî èçãèáàþùèì ìîìåíòîì Ì, òî íåîáõîäèìîå äëÿ ïåðåäà÷è ìîìåíòà äàâëåíèå, ïðè êîòîðîì íå ïðîèçîéäåò ðàñêðûòèÿ ñòûêà, áóäåò ðàâíîp=5 M ×10 3,(5.6)0,83FR.dl(5.7)dl 2à ïðè äåéñòâèè ðàäèàëüíîé ñèëû FRp=50Íàãðóæåíèå ñîåäèíåíèÿ ìîìåíòîì M è ñèëîé FR íå âëèÿåò íà åãîñïîñîáíîñòü ïåðåäàâàòü êðóòÿùèé ìîìåíò T è îñåâóþ ñèëó FA äî òåõïîð, ïîêà íå ïðîèçîéäåò ðàñêðûòèå ñòûêà.Äëÿ ïåðåäà÷è íàãðóçêè ïðèãîäíà ïîñàäêà, ó êîòîðîé(5.8)p min ³ p,ãäå pmin – äàâëåíèå, ñîîòâåòñòâóþùåå ìèíèìàëüíîìó ðàñ÷åòíîìóíàòÿãó d min ; p – ïîòðåáíîå äëÿ ïåðåäà÷è íàãðóçêè äàâëåíèå, íàéäåííîå ïî çàâèñèìîñòÿì (5.5) – (5.7), ÌÏà.Äàâëåíèå p ñâÿçàíî ñ ðàñ÷åòíûì íàòÿãîì d (â ìêì) ôîðìóëîé ËÿìýC öæCd = p × d çç 1 + 2 ÷÷ ×10 3 ,Eè 1 E2 ø(5.9)ãäå C1 è C2 – êîýôôèöèåíòû äåôîðìàöèè äåòàëåé:C1 =C2 =1+ ( d1 d ) 21- ( d1 d ) 21+ (d d 2 ) 21-(d d 2 ) 2- m 1;+ m 2.Çäåñü è äàëåå âåëè÷èíû ñ èíäåêñîì 1 îòíîñÿòñÿ ê îõâàòûâàåìîé äåòàëè, ñ èíäåêñîì 2 – ê îõâàòûâàþùåé (ñì.

ðèñ. 5.1).Ìîäóëè óïðóãîñòè ïåðâîãî ðîäà ìàòåðèàëîâ E è êîýôôèöèåíòûÏóàññîíà m (ñì. òàáë. 1.1). Äèàìåòðû d1, d, d2 ïîêàçàíû íà ðèñ. 5.1.(Äëÿ ñïëîøíîãî âàëà d1 = 0.) ïðîåêòíîì ðàñ÷åòå ïî íàéäåííîìó èç çàâèñèìîñòåé (5.5) – (5.7)çíà÷åíèþ p îïðåäåëÿþò ïî (5.9) íåîáõîäèìûé ðàñ÷åòíûé íàòÿã d; âïðîâåðî÷íîì ðàñ÷åòå, çíàÿ d, íàõîäÿò ñîîòâåòñòâóþùåå åìó äàâëåíèåp=d ×10 -3C öæCd çç 1 + 2 ÷÷è E1 E 2 ø.(5.10)Ìèíèìàëüíî äîïóñòèìûé ïî óñëîâèþ ïåðåäà÷è çàäàííîé íàãðóçêè èçìåðåííûé íàòÿã[N ] min = d + u R ,(5.11)ãäå d – íåîáõîäèìûé ðàñ÷åòíûé íàòÿã ïî (5.9); u R – ïîïðàâêà íà îáìÿòèå ìèêðîíåðîâíîñòåé (ñì. (5.2)).515.3. Ïðîâåðêà ïðî÷íîñòè ñîåäèíÿåìûõ äåòàëåéÏðè ñáîðêå äåòàëåé ñîåäèíåíèÿ â íèõ âîçíèêàþò íàïðÿæåíèÿ.Ïëàñòè÷åñêèå äåôîðìàöèè ìîãóò îñëàáèòü íàòÿã, ïîýòîìó îáû÷íî îãðàíè÷èâàþò ïðåäåëàìè òåêó÷åñòè íàèáîëüøèå ýêâèâàëåíòíûå íàïðÿæåíèÿ, âîçíèêàþùèå â ñîáðàííûõ äåòàëÿõ.Óñëîâèå îòñóòñòâèÿ íåäîïóñòèìûõ ïëàñòè÷åñêèõ äåôîðìàöèé(5.12)p max £ p ò min ,ãäå pmax – äàâëåíèå, ñîîòâåòñòâóþùåå ìàêñèìàëüíîìó ðàñ÷åòíîìóíàòÿãó d max ; pò min – ìåíüøåå èç äâóõ çíà÷åíèé: ðò1, pò2;p ò1 = 0,5s ò1[1 - ( d 1 d ) 2 ]èp ò2 = 0,5s ò2 [1 - ( d d 2 ) 2 ]– äàâëåíèÿ, ïðè êîòîðûõ âîçíèêàþò ïëàñòè÷åñêèå äåôîðìàöèè â îõâàòûâàåìîé è îõâàòûâàþùåé äåòàëÿõ ñîîòâåòñòâåííî.Äëÿ õðóïêèõ ìàòåðèàëîâ ïðåäåëüíî äîïóñòèìûå äàâëåíèÿ íàõîäÿò ïî àíàëîãè÷íûì çàâèñèìîñòÿì, ïîäñòàâëÿÿ â íèõ âìåñòî ïðåäåëîâ òåêó÷åñòè s òi óñëîâíûå ïðåäåëû òåêó÷åñòè, à åñëè íåò ñâåäåíèéî íèõ, òî âðåìåííî' å ñîïðîòèâëåíèå s âi . ïðîâåðî÷íîì ðàñ÷åòå äàâëåíèå pmax îïðåäåëÿþò ïî (5.10), ïîäñòàâèâ d max â ôîðìóëó âìåñòî d.Íàòÿã, ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìûé ïî óñëîâèþ ïðî÷íîñòè ñîáðàííûõ äåòàëåé,[N ] max =p ò min d+ uR.p(5.13)5.4.

Óñëîâèÿ ïðèãîäíîñòè ïîñàäêè ïðîåêòíîì è ïðîâåðî÷íîì ðàñ÷åòàõ óñëîâèÿ ïðèãîäíîñòè ïîñàäêè ìîãóò áûòü çàïèñàíû òàê:Np min³ [N ] min ; Np max< [N ] max ,(5.14)ãäå N p min , N p max – ìèíèìàëüíûé è ìàêñèìàëüíûé âåðîÿòíîñòíûåíàòÿãè ïîñàäêè (ñì. (5.1)).Êàê ïðàâèëî, ïîñàäêó íàçíà÷àþò â ñèñòåìå îòâåðñòèÿ. Ïîäáèðàþò åå, çàäàâàÿñü ïîëåì äîïóñêà îòâåðñòèÿ â îõâàòûâàþùåé äåòàëè âñåäüìîì êâàëèòåòå: Í7 (ðåæå â âîñüìîì: Í8) (ñì.

[6, 7]).52 òàáë. 10 ïðèëîæåíèÿ 3 ïðèâåäåíû çíà÷åíèÿ âåðîÿòíîñòíûõ íàòÿãîâ N p min è N p max ïðè âåðîÿòíîñòè íåðàçðóøåíèÿ ñîåäèíåíèÿ p =0,9986 äëÿ ïîñàäîê ñ íàòÿãîì â ñèñòåìå îòâåðñòèÿ.  äðóãèõ ñëó÷àÿõýòè âåëè÷èíû ìîæíî îïðåäåëèòü ïî ôîðìóëå (5.1), èñïîëüçóÿ òàáë.11 è 12 ïðèëîæåíèÿ 3. ïðîâåðî÷íîì ðàñ÷åòå óñëîâèÿ ïðèãîäíîñòè ïîñàäêè ìîãóò áûòüçàïèñàíû è â âèäåp min ³ p; p max < p ò min .5.5. Óñëîâèÿ ñáîðêèÎáû÷íî ñáîðêó îñóùåñòâëÿþò ïðåññîâàíèåì èëè íàãðåâîì îõâàòûâàþùåé äåòàëè (èëè îõëàæäåíèåì îõâàòûâàåìîé).Íå îá õî äè ìóþ ñè ëó ïðåñ ñî âà íèÿ îï ðå äå ëÿ þò ïî çà âè ñè ìî ñòè(5.15)Fï = p d l p max f ï ,ãäå fï – êîýôôèöèåíò òðåíèÿ ïðè ïðåññîâàíèè (ñì. òàáë.

5.1).Òåìïåðàòóðà íàãðåâà îõâàòûâàþùåé äåòàëè, íåîáõîäèìàÿ äëÿñáîðêè (â îÑ),t 2 = 20° +Np max+ z ñád × a 2 ×10 3,(5.16)ãäå zñá – çàçîð, íåîáõîäèìûé äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ëåãêîñòè ñáîðêè, ìêì,îáû÷íî zñá @ 10 ìêì; a 2 – òåìïåðàòóðíûé êîýôôèöèåíò ëèíåéíîãîðàñøèðåíèÿ îõâàòûâàþùåé äåòàëè. Äëÿ ñòàëè a = 12 ×10 -6 ° Ñ -1, äëÿ÷óãóíà a = 10 ×10 -6 ° C -1, äëÿ áðîíçû a = 19 ×10 -6 ° C -1.Íàãðåâ – íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûé ñïîñîá ñáîðêè. Äîïóñòèìàòà òåìïåðàòóðà íàãðåâà [t ], ïðè êîòîðîé íå ïðîèñõîäÿò ñòðóêòóðíûåèçìåíåíèÿ ìàòåðèàëà: äëÿ ñòàëè [t] = 230...250 oÑ; äëÿ áðîíçû [t] =150...200 oÑ.Òåìïåðàòóðà îõëàæäåíèÿ îõâàòûâàåìîé äåòàëè, íåîáõîäèìàÿäëÿ ñáîðêè,t 1 = 20° -Np max+ z ñád × a 1 ×10 3.(5.17)5.6.