Решение. 1. Давление р (МПа). необходимое для передачи крутящего (вращающего) момента Т (Н* м) /см

1. Давление р (МПа). необходимое для передачи крутящего (вращающего) момента Т (Н* м) /см. 5.4/

Коэффициент запаса сцепления к = 3 (вал вращается). Коэффициент трения f = 0,14 (см. табл. 5.1, сталь - сталь, cборка нагревом). Размеры соединения: d = 50 мм, l = 60 мм.

Тогда

2. Необходимый расчетный натяг 5, мкм (5.6)

Модули упругости первого рода МПа E₁ = E₂ = E_стали = 2,1 * 10⁵ МПа (см. табл. 1.2).

Вал - полый, диаметр отверстия в вале d₁ = 10 мм. Наружный диаметр ступицы считаем равным диаметру d₂.

Коэффициенты Пуассона = 0,3 (см. табл. 1.2).

Коэффициенты деформации деталей С₁, С₂:

3. Поправка на обмятие микронеровностей u_R /.см. (5.2)/;

где R_a1 и R_a2 - средние арифметические отклонения профилей сопрягаемых поверхностей, мкм: R_a1 = 0,8 мкм; R_a2 = 1,6 мкм (см. рис. 5.3); к₁ и к₂ - коэффициенты, зависящие от R_a1 и R_a2 (к₁ = 6, к₂ = 5); u_R = 6 * 0,8 + 5 * 1,6 = 12,8 мкм.

4. Минимально допустимый измеренный натяг [N] /см. (5.7)/

5. Максимально допустимый прочностью деталей натяг (5.9)

где p_{T min} = min (p_T1 и p_T2).

При этом

где σ_T1 - предел текучести для материала вала, МПа σ_T1 = 650 МПа (см. табл. 1.2, сталь 45 при 270 НВ_min);

Здесь σ_T2 - предел текучести материала колеса, МПа; σ_T2 = 750 МПа (cм. табл. 1.2, сталь 40Х при 270 НВ).

Тогда

В итоге

6. Условия пригодности посадки (5.10) имеют вид:

N_{p min} ≥ [N]_min = 40 мкм,

N_{p max} < [N]_max = 196,2 мкм

где N_{p min} и N_{p max} – минимальный и максимальный вероятностные натяги посадки соответственно:

Здесь N_m - средний натяг посадки; es и ei - верхнее и нижнее отклонения вала; ES и EI - верхнее и нижнее отклонения отверстия; TD и Td - допуск отверстия и вала.

7. Рассчитываем минимальный N_{p min} и максимальный N_{p max} вероятностные натяги посадок с натягом в соответствии с ГОСТ 25347-82 в системе отверстия для диаметра 60 мм при выполнении отверстия с полем допуска Н7 (табл. 5.2) /см. [4, 5]/.

Таблица 5.2 Результаты расчета, мкм

Примечание. В обоснованных случаях допускается выбор посадки, не входящей в число рекомендованных, или проведение селективной сборки [1, 2].

8. Пригодна посадка Н7 / u7, у которой N_{p min} = 62, 32 мкм > [N]_min = 40 мкм и N_{p max} = 87, 68 мкм < [N]_max = 196, 2 мкм.

9. Температура нагрева колеса, °С /см. (5.12)/

где z_СБ - зазор для легкости сборки, мкм; z_СБ = 10 мкм; α₂ - коэффициент линейного расширения для материала колеса (стали), α₂ = 12 * 10^-6 °С^-1.

Тогда