Определение коэффициента запаса сцепления

РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЯ С НАТЯГОМ

Техническое задание

Червячное колесо передает вращающий момент Т, при этом осевое усилие равно F_a. Соединение червячного венца со ступицей осуществляется по посадке с натягом, указанной в табл. 2.1.

Материал ступицы – сталь (модуль упругости Н/мм², коэффициент Пуассона , коэффициент линейного расширения 1/град).

Материал венца – бронза (модуль упругости Н/мм², коэффициент Пуассона , коэффициент линейного расширения 1/град). Предел текучести указан в табл. 2.1.

Рабочая температура t указана в табл. 2.1.

Шероховатость поверхностей R_z принять не более 0,1 от допуска соответствующей детали из ряда 0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5.

Коэффициент трения при сборке запрессовкой бронзового венца .

Определить:

1) Коэффициент запаса сцепления при нормальной температуре (K_сц) и при рабочей температуре (К_{сц t}).

2) Коэффициент запаса прочности бронзового венца (S).

3) Требуемую силу запрессовки (F_запр).

 

Таблица 2.1

Исходные данные

Вариант	T,Н∙м	Fa,Н	d,мм	d1,мм	d2,мм	L,мм	t,град	σт,Н/мм2	Посадка
									H7/u7

Конструкция червячного колеса

Рис 2.1

 

Определение коэффициента запаса сцепления

Расчетная модель

Рис 2.2

Все расчеты производим для расчетной модели, представленной на рис 2.2.

Используя таблицу основных отклонений и допусков, строим поля допусков рис 2.3.

 

Поля допусков для посадки Ø 180 H7/u7

Рис.2.3

Из диаграммы определяем минимальный и максимальный натяги

мкм

мкм

Расчетный натяг при нормальной температуре

(2.1)

мкм (2.2)

мкм (2.3)

Следовательно, выбираем из стандартного ряда меньшее допустимое значение мкм.

Подставляя численные значения в выражение (2.1), получим

мкм

Согласно расчетной модели податливость вала

(2.4)

Радиальная податливость бронзового венца

(2.5)

Окружная сила, отнесенная к поверхности с диаметром d

Н (2.6)

Усилие, сдвигающее бронзовый венец

Н (2.7)

Минимальное давление на контактной поверхности при температуре 20ºС

Н/мм² (2.8)

Коэффициент запаса сцепления К_сц при нормальной температуре определим из условии прочности соединения при минимальном коэффициенте трения (наихудший расчетный случай)

(2.9)

 

 

Расчетный натяг при рабочей температуре

(2.10)

Подставляя численные значения в формулу (2.10), получим

мкм

Минимальное давление на контактной поверхности при рабочей температуре

Н/мм² (2.11)

Коэффициент запаса сцепления К_{сц t} при рабочей температуре определим из условия прочности соединения при минимальном коэффициенте трения (наихудший расчетный случай)

(2.12)

Так как коэффициент запаса сцепления больше нормативного коэффициента запаса, то надежность соединения обеспечивается, и посадка, данная в техническом задании, обеспечивает отсутствие сдвига в детали.