Расчет натяга, усилия запрессовки.

Расчет вала ведем в следующей последовательности:

1. Определяем требуемое минимальное удельное давление.

, ([1] c. 334)

где f=0,08, выбрано и табл. 1.104.

=8,1*10⁶ Н / м ^2;

2. Определяем величину наименьшего расчетного натяга. Предварительно определяем коэффициенты Ляме:

, ([1] с. 334)

где µ = 0,3.

=0,7; =4,85

, ([1] c. 334)

где Е₁, Е₂ – модуль упругости материалов охватываемой (вала) и охватывающей (отверстия) деталей соответственно, в Н/м²;

 

= 8,1*10⁶*0,08*(5,55/2*10¹¹)=18 мкм.

 

3. Определяется величина минимального допускаемого натяга

([1] c. 334)

где g_ш – поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей деталей при образовании соединения,

g_t – поправка, учитывающая различие рабочей температуры деталей t₀ и t_d и температуры сборки t_сб, различие коэффициентов линейного расширения материалов соединяемых деталей (a_D и a_d).

=1,2*(6,3+10)=19,6 мкм;

g_ц – поправка, учитывающая ослабление натяга под действием центробежных сил; для сплошного вала и одинаковых материалов соединяемых деталей.

g_{ц =} 0, т.к. детали не вращаются.

g_t =0, т. к. температура t_D = t_d = t_сб =20 ^оС.

g_п – добавка, компенсирующая уменьшение натяга при повторных запрессовках; определяется опытным путем.

Принимаем с учетом возможных разборок g_п = 10 мкм.

= 18+19,6+10= 47,6 48 мкм.

 

4. Определяем максимальное допускаемое удельное давление .

В качестве берется наименьшее из двух значений Р ₁ или Р ₂:

,

, ([1] c. 336)

где и - пределы текучести материалов охватываемой и охватывающей деталей, Н / м ²;

=0,58*35*10⁷ *[1-0]=20*10⁷ Н / м ²;

=0,58*35*10⁷*[1-(80/100)²]=7*10⁷ Н / м ².

Следовательно, = 7*10⁷ Н / м ².

 

5. Определяется величина наибольшего расчетного натяга

, ([1] c. 336)

=7*10⁷*0,08*2,775*10^-11=155 мкм.

6. Определяем величину максимального допустимого натяга с учетом поправок

, ([1] c. 336)

где g_уд – коэффициент увеличения удельного давления у торцов охватывающей детали;

g_t – поправка, учитывающая рабочую температуру, которую следует учитывать если натяг увеличится.

g_уд =0,93, определяем по графику на рис. 1.68([1] с.336).

=155*10^-6*0,93 -0= 144 мкм.

7. Выбирается посадка из таблиц системы допусков и посадок ([1] c. 153).

Условия подбора посадки следующие:

– максимальный натяг в подобранной посадке должен быть не больше , то есть ;

– минимальный натяг в подобранной посадке должен быть больше ,, то есть

.

Выбираем 80 для которой N _max =113 мкм, а N_min =56 мкм. Запас прочности деталей [N_max]- N_max =144-113=31 мкм;

N_min –[N_min]=56-48=8 мкм.

8. Определяем необходимое усилие при запрессовке собираемых деталей,

,

где f_n – коэффициент трения при запрессовке, f_n = 1,2 f =1,2*0,8 =0,096 ([1]с.336);

P_max – максимальное удельное давление при максимальном натяге , определяемое по формуле

. ([1]с. 339)

Р _max= =421*10¹¹ Н/ м²;

R_n = 0.096*421*10¹¹*3.14*0.08*0.1=1.05*10¹¹ H.

 

РАСЧЕТ РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ

 

Решить прямую задачу для линейной сборочной размерной цепи для сборочного узла (рис. 2.1) по следующим данным:

 

Рис. 2.1 Сборочный узел

 

 

1. Составим схему размерной цепи (рис. 2.2).

Рис. 2.2 Схема размерной цепи

 

2. Составим уравнение размерной цепи:

А_Д=А₅+ А₆+ А₇-(А₁+ А₂+ А₃+ А₄+ А₈)=7+4+520+7-(52+415+52+33+48)=3.

 

Определим отклонения замыкающего звена с учетом заданных значений:

 

 

Тогда: А_Д=3⁺².

Необходимо выделить размеры, имеющие стандартные отклонения. В данном случае это А₃ = A₁ = 52_-0,25

 

3. Выберем метод решения задачи. Определим число единиц допуска (коэффициент а).

(2.2)

 

 

Значение коэффициента а определяет номер квалитета, по которому можно назначать допуски составляющих звеньев: IT 1 l=100i; IT12=160i, то есть допуски можно назначать по квалитетам или 11-му или 12-му.

Так как допуск составляющих звеньев можно назначить по квалитету грубее 11- го, то задачу можно решать методом расчета на максимум-минимум.

4. Выбираем расчет на максимум-минимум.

Назначаем допуск на размер вала A₂ по 12-му квалитету, на остальные состав­ляющие звенья — по 11-му квалитету.

Проведем проверку назначенных допусков.

(2.3)

Необходима коррекция допуска какого-либо составляющего звена. Допуск звена A₆ будем определять расчетом:

(2.4)

5. Назначаем отклонения всех неизвестных составляющих звеньев, кроме звена А₆. Данные обо всех звеньях сведем в таблицу 1.

Таблица 1. Назначение отклонений неизвестных составляющих звеньев

 

Обозначение звена	Назначенное значение допуска, мкм	Единица допуска i. мкм	Принятое значение допуска, мкм	Значение звеньев
		1,86		520,25
		3,23		4150,52
		1,86		520,25
		1,56		33 0,08
		0,9		7-0,09
		3,89
		0,9		7-0,09
		1.08		48 0,055
		15.28

Получаем

 

А_Δ=А₅+ А₆+ А₇-(А₁+ А₂+ А₃+ А₄+ А₈). (2.5)

3^+0,2=7_-0,09+ +7_-0,09-(52_0,25+294_0,52+52_0,25+33 0,08+18 0,08);

Откуда х=0,845.

0= -0,09-y-0,09 –(-0,25-0,08+0,055+0);

Y=+0,315.

ТА₆=0,845-0,315=0,53.

Проверка:

ТА_Δ=x-y=0,845-0,315=0,53.

Проверка показывает правильность решения.

Библиографический список

 

1 ЗябреваН.Н., Перельман Е.И. – Пособие к решению задач по курсу «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» – М.: ВШ, 1977. –207 с.

2 Дунаев П.Ф., Леликов О.П. - Обоснование выбора посадок узлов машин: Учебное пособие для техн. спец. вузов. М.: Высш. шк., 1997.-217с.

3 Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. – Метрология, стандартизация, сертификация. Учебное пособие. – М.: Логос, 2008. – 536 с

4 ГОСТы, СТСЭВ

5 Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. М.: Машиностроение, 2002.

6 Кадошникова И.Д, Куликова Е.В. Расчёт размерных цепей. МГТУ,2008. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ»,2008. – 32 с.