Расчет и выбор посадок с натягом

Задача №3.

Расчет и выбор посадок с натягом.

1. Для соединения, подверженного действию осевой силы и крутящего момента, рассчитать и выбрать посадку, обеспечивающую относительную неподвижность деталей без дополнительного крепления и сохраняющую прочность деталей при сборке.
2. Выполнить схему расположения полей допусков и чертежи соединения и деталей в соответствии с ЕСКД , с простановкой буквенных обозначений и числовых величин предельных отклонений размеров, параметров шероховатости и входных фасок.

Исходные данные:

Соединением с натягом является сопряжение ступицы  и венца  червячного колеса узла редуктора по диаметру D₁.

Шероховатость поверхностей:

ступицы (вала) - R_ad = 0,8…3,2 мкм

венца (отверстия) - R_aD = 1,6…3,2 мкм

Температура:

сборки- t_сб = 20⁰С;

рабочая – t_р = 50⁰С.

Номинальный диаметр соединения	D1= 170 мм
Диаметр отверстия ступицы	d1= 80 мм
Наружный диаметр венца	D2= 210 мм
Длина соединения	L1=4 0 мм
Осевое усилие	Po= 4 кН
Крутящий момент	Mкр= 830 Нм
Материал ступицы	Сталь 45
Материал венца	ЛЦ38МЦ2С2

Сборка механическая, без смазки, под прессом.

Рис. 1. Схема соединения с натягом ступицы и венца червячного колеса

Решение:

1. Определяем величину требуемого минимального давления на контактных поверхностях соединения под действием осевой силы и крутящего момента:

где: f – коэффициент трения для соединения сталь-латунь [1, приложение 3] находящийся в пределах 0,05 … 0,1, для дальнейших расчетов принимаем 0,08.

2. Определяем величину наименьшего расчетного натяга:                                                                                  

где С₁ и С₂ – коэффициенты Ляме соответственно для ступицы и венца, определяемые по формулам:

где: - коэффициенты Пуассона для материала ступицы и венца зубчатого колеса [1,прил.6], соответственно 0,3 и 0,38;

Е₁ и Е₂ – модули упругости материала ступицы и венца, Па

Е₁ = (1,96 – 2)10¹¹ Па, принимаем 2х10¹¹ Па,

Е₂ = 0,78х10¹¹ Па.

3. Определяем величину минимального допустимого натяга с учетом поправок:

где поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей детали при сборке соединения;