Индекс «1» для охватываемой детали (вала), индекс «2» для охватывающей детали (втулки)

В задачах о посадке подшипника качения (задача 9) диаметры d₁ и d₂ (таблица Б11) необходимо определить по следующим зависимостям.

Диаметр по дну желоба (d₂)

 

d ₀ = 0,5 ·(D + d) – d _w, (4.7)

 

диаметр борта (d₁)

 

d ₂ = d ₀ + 2·0,2· d _w, (4.8)

 

где соответствующие размеры подшипника приведены в таблице Б11.

3) Поправка на обмятие микронеровностей (мкм)

 

u = 5,5·(Ra₁ + Ra₂), (4.9)

 

где Ra₁ и Ra₂ - средние арифметические отклонения профиля поверхностей. Значения Ra, мкм принимают согласно чертежу детали или по таблице 4.12, где приведены рекомендуемые значения параметра шероховатости Ra для посадочных поверхностей отверстий и валов.

 

Таблица 4.12

Интервалы размеров, мм	Отверстие	Вал
Квалитет
6,7			6, 7
Ra, мкм
Свыше 18 до 50	0,8	1,6	3,2	0,8	0,8	1,6
Свыше 50 до 120	1,6	3,2	0,8	1,6
Свыше 120 до 500	1,6	3,2	1,6	3,2

 

4) Поправка на температурную деформацию (мкм). При подборе посадки зубчатых венцов червячных колес, которые нагреваются при работе передачи до относительно высоких температур, учитывают температурные деформации центра и венца колеса, ослабляющие натяг

 

. (4.10)

 

Здесь t ₁ и t ₂ - средняя объемная температура соответственно обода центра и венца колеса. Значения коэффициентов , 1/°С: для стали - 12∙10^-6; чугуна -10∙10^-6; бронзы, латуни - 19∙10^-6.

5) Минимальный натяг (мкм), необходимый для передачи вращающего момента,

 

. (4.11)

 

6) Максимальный натяг (мкм), допускаемый прочностью охватывающей детали (ступицы, венца и др.),

 

. (4.12)

 

7) Максимальная деформация (мкм), допускаемая прочностью охватывающей детали,

 

, (4.13)

где

; (4.14)

максимальное давление, допускаемое прочностью охватывающей детали ( - предел текучести материала охватывающей детали, МПа).

8) Выбор посадки. По значениям [ N ]_min и [ N ]_max выбирают по таблице Б10 одну из посадок, удовлетворяющих условиям (4.11) и (4.12).

Приводимые в таблице Б10 значения минимального и максимального вероятностных натягов подсчитаны по формулам, учитывающим рассеивание размеров вала и отверстия и, как следствие, рассеивание величины натяга.

9) Для выбранной посадки определяют силу запрессовки или температуру нагрева детали.

Сила запрессовки, Н

, (4.15)

где , МПа (4.16)

-P_max - давление от натяга выбранной посадки;

-f _П-коэффициент сцепления (трения) при прессовании (таблица 4.13).

 

Таблица 4.13

Материал деталей соединения	Сталь - сталь	Сталь - чугун	Сталь - бронза, латунь	Чугун - бронза, латунь
f П	0,20	0,14	0,10	0,08

 

10) Температура нагрева охватывающей детали, °С для обеспечения зазора при сборке

(4.17)

 

где - зазор для удобства сборки, мкм; этот зазор принимают в зависимости от диаметра вала d по таблице 4.14:

 

Таблица 4.14

d, мм	св. 30 до 80	св. 80 до 180	св. 180 до 400
, мкм

 

Температура нагрева должна быть такой, чтобы не происходило структурных изменений в материале. Для стали [ t ] = 230… 240°С, для бронзы [ t ] = 150… 200°С.

 

4.2.2 Заклепочные соединения. Последовательность расчета.

4.2.2.1 Расчет прочных заклепочных швов (задачи 4, 6, 7, 10)

1) Определяют диаметр заклепки d₀ и параметры шва: шаг многорядных швов p и расстояние от оси заклепок до кромок e. Допускаемые напряжения. Н а практике при расчете прочных заклепочных швов силу трения не учитывают, используя более простой расчет по условным напряжениям среза [ t _СР ].

Для заклепок из сталей Ст 0, Ст 2, Ст 3 принимают [ t _СР ] = 140 МПа, [ s _СМ ] = 280… 320 МПа при просверленных отверстиях в соединяемых листах; при изготовлении отверстий продавливанием и при холодной клепке допускаемые напряжения понижают на 20… 30%.

3) Максимальную нагрузку на одну заклепку определяют из условия среза по.

3) Количество заклепок в шве определяют исходя из приложенной нагрузки. Для исключения возможности поворота соединяемых деталей число заклепок принимают z ³ 2.

4) Разрабатывают конструкцию заклепочного шва (при этом уточняют параметры шва p, e.

5) Спроектированный заклепочный шов проверяют на растяжение деталей (листов) и на срез детали.

 

4.2.2.2 Расчет прочноплотных заклепочных швов (задача 3) производят в следующем порядке

1) Вычисляют толщину стенки цилиндрического сосуда (котла, автоклава и т, п.):

 

, (4.18)

 

где P - давление па поверхность стенки сосуда; D - внутренний диаметр сосуда; [ φ ] - допускаемый коэффициент прочности продольного шва (расчет стенки сосуда производят по продольному шву), таблица 4.15; [ σ _P ] - допускаемое напряжение при растяжении для стенки сосуда; ν = 1... 3 мм - добавка на коррозию металла.

2) Допускаемые напряжения. При расчете прочноплотных заклепочных швов их проверяют на плотность, т.е. на отсутствие относительного скольжения листов. Этому скольжению препятствуют возникающие между листами силы трения. Значение этой силы трения определяют экспериментально и условно относят к поперечному сечению заклепки. Поэтому проверка заклепок по допускаемому условному напряжению τ_УС ≤ [τ _УС] одновременно является проверкой шва и на плотность. Значения [τ _УС] даны в таблице 4.15, где приведены рекомендуемые значения основных параметров прочноплотных заклепочных швов в зависимости от значения 0,5·P·D.

Допускаемые напряжения при растяжении для стенки сосуда определяют в зависимости от температуры нагрева стенки сосуда: при температуре t < 250 ⁰ C

 

[ s _Р ]= s_В / [ s_T ], (4.19)

 

где s_В - предел прочности при растяжении материала листов, из которых выполнена стенка сосуда (таблица А1);

[ s_T ] – коэффициент запаса прочности, [ s_T ] ≈ 4,5.

 

Таблица 4.15

Тип шва	Двухрядный стыковой с двухсторонними накладками	Трехрядный стыковой с двухсторонними накладками
0,5·P·D, МПа·м	0,45… 1,35	0,45… 2,30
Диаметр заклепок d 0 , мм	δ + (5… 6)	δ +5
Шаг p, мм	3,5· d + 15	6· d +20
Допускаемый коэффициент прочности шва [ φ ]	0,75	0,85
Допускаемое условное напряжение на срез [ τУС ], МПа	47… 57	45… 55

 

3) Максимальная нагрузка на одну заклепку в продольном шве

 

F= 0,5 · P · D · p / z; (4.20)

в поперечном шве

 

F= 0,5 · P · D · p / z, (4.21)

 

где z - число заклепок, которыми скрепляют листы на участке шва шириной р.

4) Производят проверочный расчет заклепок по допускаемому условному напряжению на срез

(4.22)

 

где - условное расчетное напряжение на срез в заклепках; k - число плоскостей среза заклепки.

5) После определения d₀ , p и проверки шва на плотность вычисляют остальные размеры шва.

Для прочноплотных швов расстояние заклепки до края листа

 

e = 1,65 · d₀. (4.23)

 

Расстояние между рядами заклепок

 

e ₁ = 0,5 · р. (4.24)

 

Толщина накладок

δ ₁ = 0,85 · δ. (4.25)