Иванов М.Н. - Детали машин (1065703), страница 21
Текст из файла (страница 21)
При вращении вала деформации изгиба — растяжения (+ ) и сжатия ( — ) — поверхностных слоев вала циклически изменяются (при повороте на 180' знаки меняются на обратные) и сопровождаются микросдвигами отно- Рис. 7.В сительно поверхности ступицы. Кручение вала также вызывает микросдвиги, но в отличие от изгиба эти микросдвиги цикличны только при переменном крутящем моменте. Изнашивание постепенно уменьшает прочность соединения и сокращает срок службы. Расчет прессовых соединений на коррозионно-механическое изнашивание пока не разработан, но известны методы снижения или даже устранения этого вида изнашивания: повышение твердости поверхностей посадки; уменьшение напряжений а и т путем увеличения диаметра в месте посадки; увеличение натяга или давления посадки р, а следовательно, и сил трения, которое сокращает распространение деформаций внутрь ступицы и уменьшает относительные перемещения; образование кольцевых проточек по торцам ступицы (рис.
7.8), Эти проточки увеличивают податливость ступицы, позволяют ей деформироваться вместе с валом и уменьшают микросдвиги. ~ 7.3. Оценка и область применения Из рассмотренного следует, что прессовое соединение относится к группе неразъемных и предварительно напряженных. Разборка соединения затруднена, связана с применением специальных приспособлений и сопровождается повреждением посадочных поверхностей. Однако в зависимости от натяга и технологии сборки могут быть получены соединения, сохраняющие свою работоспособность при повторных сборках.
Основное положительное свойство прессового соединения— его простота и технологичность. Это обеспечивает сравнительно низкую стоимость соединения и возможность его применения в массовом производстве. Хорошая центровка деталей и распределение нагрузки по всей посадочной поверхности позволяют использовать прессовое соединение для скрепления деталей современных высокоскоростных машин. Ийр:ПКигзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 Существенный недостаток прессового соединения — зависимость его нагрузочной способности от ряда факторов, трудно поддающихся учету: широкого рассеивания значений коэффициента трения и натяга, влияния рабочих температур на прочность соединения и т.
д. К недостаткам соединения относятся также наличие высоких сборочных напряжений в деталях и уменьшение их сопротивления. усталости вследствие концентрации давлений у краев отверстия. Влияние этих недостатков снижается по мере накопления результатов экспериментальных и теоретических исследований, позволяюших совершенствовать расчет, технологию и конструкцию прессового соединения.
Развитие технологической культуры и особенно точности производства деталей обеспечивает этому соединению все более широкое применение. С помошью прессовых посадок с валом соединяют зубчатые колеса, маховики, подшипники качения, роторы электродвигателей, диски турбин и т. и. Прессовые посадки используют при изготовлении составных коленчатых валов (рис. 7.9), червячных колес (рис. 7.10) и пр.
На практике часто применя- Рис. 7.9 Рис. 7.10 ют комбинацию прессового соединения со шпоночным (рис. 7.10). При этом прессовое соединение может быть основным или вспомогательным. В первом случае большая доля нагрузки воспринимается прессовой посадкой, а шпонка только гарантирует прочность соединения.
Во втором случае прессовую посадку используют для частичной разгрузки шпонки и центровки деталей. Точный расчет комбинированного соединения еще не разработан. Сложность такого расчета заключается в определении доли нагрузки, которую передает каждое из соединений.
Поэтому в инженерной практике используют приближенный расчет, в котором полагают, что вся нагрузка воспринимается только основным соединением — прессовым или шпоночным. Неточность 1акого расчета компенсируют выбором повышенных допускаемых напряжений для шпоночных соединений при прессовых посадках. 108 Ьйр:ИшгзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу 1сд:464840172 ~ 7.4.
Соединение посадкой на конус Такие соединения применяют для закрепления деталей на концах валов (рис. 7.11), Давление на конической поверхности образуется в результате затяжки гайки. В остальном соединении подобно прессовому, В отличие от прессового соединения легко монтируется и демонтируется без применения специ- (т ального оборудования (например, прессов). Это удобно для соединений узлов, монтаж и демонтаж которых производят не только при сборке изделия на заводе, но и в процессе эксплуатации. Задачей расчета является определение момента Т, который может передавать соединение при заданных размерах и силе Р;„затяжки гайки.
Учитывая малое значение и<3', приближенно полагаем, что равнодействующие нормальных давлений Г„и сил трения Г„~ располагаются по окружности среднего диаметра соединения Ы,~; из равновесия ступицы получим Е„,~0,5И, /(яп а+~сов и)) КТ. (7.13) Обычно принимают стандартную конусность 1/10. При этом ' а = 2'51'40"; коэффициент трения ~ж 0,11. „0,13; коэффициент запаса Къ1,2...1,5. За расчетный момент Т принимают максимальный; Г„, определяют по формуле (1,б), в которой Т„, = Г„1„, где 1, и 15Ы вЂ” длина стандартного ключа (И вЂ” диаметр резьбы), Г„и150...200 Н вЂ” сила на ключе, Если условие (7.13) не соблюдается, соединение усиливают шпонкой.
Расчет шпоночного соединения выполняют по полному моменту нагрузки Т 1см. формулу (б.1)~. Влияние посадки на конус учитывают, как и в прессовых посадках, нри выборе допускаемых напряжений [а,„], Вопросы для самоподготовки 1. Как образуется прессовое соединение и за счет каких сил оно передает нагрузку? 2. Оценка прессового соединения по сравнению со шпоночным и шлицевым. 3. По каким натягам рассчитывают прочность соединения и прочность деталей? 4. Почему в прессовом соединении наблюдается коррозионно-механическое изнашивание? Способы его уменьшения. ~ Обучающимся рекомендуется самим вывести эту формулу (без учета момента трения на торце как малого). 109 ЬйрЯКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу 1сд:464840172 Пример расчета.
7.1. Подобрать посадку, обеспечивающую соединение червячного колеса с валом (см. рис, 7.10, шпонку не учитывать), по следующим данным. Соединение нагружено моментом Т=1300 Н м и осевой силой Г,=2500 Н. Диаметр соединения И=бО мм, условный наружный диаметр ступицы 8/з= 100 мм, вал сплошной (4/3 =0), длина ступицы /=90 мм. Центр колеса отлит из стали 35Л (о,=280 МПа), вал изготовлен из стали 45 (о,=340 МПа), допускается 2-й или 3-й класс точности изготовления, шероховатости вала и отверстия Я„=Я,=6,3 мкм, сборка осуществляется прессованием.
Допускается вероятность безотказной работы или коэффициент надежности Р=0,97. Решение. По формуле (7.4), принимая /'=0,1 и К=2, определяем давление р, обеспечивающее передачу заданной нагрузки: 2 р> — 51,2 МПа, 0,1я 60 90 ГдЕ Г8=2 . 1300 . !Оз/60 43 3 . 10з Н Ойределяем расчетный натяг по формуле (7.5): С3 Сг 0,7+ 2,4'~ Ф>р8/ — '+ — =51,2 60 ' ' ~=0,046 мм, Е, Е, 21 10 где С,=! — 0 3=07; Сз=(1004+604)/(1004 60з)+О 3 По формуле (7.6) определяем потребный минимальный натяг: (Ф;„)„,„>У+и=0,046+0,015=0,061 мм, где и=1,2(6,3+6,3)т15 мкм=0,015 мм.
По таблицам стандарта этот минимальный вероятностный натяг может гарантировать посадка Я60Н7/и7, для которой отклонения отверстия 0 и +30 мкм; отклонения вала +87 и +1!7 мкм; наименьший натяг (Ж,„)„6„=0,087 — 0,030=0,057 мм; наибольший натяг (Ж „)„б„= =0,117 — 0=0,117 мм. Отмечаем, что (Ф,„)„б„< (Ф„„„) „„.
Проверяем условие прочности с учетом заданной вероятностй отказа [см. формулу (0.1), где У=0,5(0,057+0,117)=0,087 мм, Тр —— 0,030-0=0,030 мм, Т~=0,117— -0,087=0,030 мм], С=0,31: 07,„=0087 — 0,31 7003'40,033=0074 мм; 07~ „=0,10 мм. При этом У ,.„>(Ф .,„) „„ †услов прочности соединения удовлетворяется.
Допустимость посадки по условию прочности деталей проверяем по формулам (7.9) и (7.10). Удельное давление, вызывающее пластические деформации в деталях: р,=280(100з — 60 )/(2 100~) 95 МПа для ступицы; р,=340/2=170 МПа для вала. Максимальный расчетный натяг посадки находим по формуле (7.8): У' = Жр,„— и = 0,10 — 0,015 = 0,085 мм. Соответствующее этому натягу давление р'=р/4/'/И=51,2 0,085/0,046=94,6 МПа<р,, Следовательно, намеченная посадка при наибольшем вероятностном натяге не вызывает пластических деформаций в посадочных поверхностях ступицы и вала.
Перерасчет прочности соединения с учетом возможных пластических деформаций по формулам (7,11) не требуется. В заключение отметим, что расчет с учетом вероятности безотказной работы Р=О,97 позволил повысить допускаемую нагрузку в -1,3 раза. 110 Ийр:ИшгзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 Раздел второй М ЕХАНИ Ч ЕСКИ Е П ЕРЕДАЧ И ык Переда»а Механической передачей называют механизм, который преобразует параметры движения двигателя при передаче исполнительным органам машины (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
