Соединение деталей с натягом

Профильные соединения

Под бесшпоночными или фасонно-профильными соединениями

понимают соединения с поверхностью контакта, имеющей плавный некруглый профиль без шпонок и заменяющих их зубьев.

Профиль бесшпоночного соединения получают обработкой их

методом копирования на токарных и фрезерных станках. Достоинства этих соединений:

· Отсутствие источников концентрации напряжений кручения.

· Самоцентрирование.

Затруднение: с оборудованием и изготовлением, непригодность

для работы в условиях перемещений под нагрузкой, большие распорные усилия и слабая расчетная база.

Неподвижность соединения детали, охватывающих одна другую по круговой цилиндрической поверхности, можно обеспечить без

применения специальных соединительных деталей (штифтов, болтов

и т.п.). Для этого необходимо между посадочными поверхностями обеспечить натяг посадки, а при сборке запрессовать одну деталь в другую.

Натягом N называют положительную разность диаметров вала и отверстия:

N = B – A.

После сборки вследствие упругих и пластических деформаций диаметр d посадочных поверхностей становится общим. При этом на поверхности посадки возникают удельное давление Р и соответствующие ему силы трения. Силы трения обеспечивают неподвижность соединения и позволяют воспринимать как крутящие, так и осевые нагрузки. Защемление вала во втулке позволяет, кроме того, нагружать соединение изгибающим моментом. В инженерной практике такое соединение называют прессовым.

Нагрузочная способность прессового соединения, прежде всего, зависит от натяга, значение которого устанавливают в соответствии с нагрузкой. Однако возможны случаи, когда намеченная посадка недопустима по условиям прочности сопрягаемых деталей, так как ее натяг вызывает их разрушение или чрезмерные деформации. Поэтому при расчете необходимо рассматривать как условия прочности (неподвижности) соединения, так и условия прочности его деталей.

 

Расчет прочности прессового соединения

· Условие прочности соединения при нагружении осевой силой

KFa £

fPpld,

где Р – давление на поверхности контакта; K»1,5…2 – коэффициент запаса.

· Условие прочности соединения при нагружении крутящим моментом

KТ £

fPpld 2 / 2.

· Условие прочности соединения при совместном действии Т и

Fa

K Ft 2 + Fa 2 £

fPpld,

где Ft = 2T/d – окружная сила.

Из курса «Сопротивление материалов» известно, что удельное давление на поверхности контакта связано с натягом зависимостью

N

P =(C 1+ C 2)× d,

E 1 E 2

где N – расчетный натяг; C1, C2 – коэффициенты.

d

d 2 + 2

d 2 + d 2

C 1 =

d 2 - d 1

- m 1;

C 2 =

d 2 - d 2

+ m 2.

где m 1, m 2 – коэффициенты Пуассона материала вала и втулки; Е1, Е2 –

модули упругости материала вала и втулки.

Расчетный натяг N определяют по минимальному табличному значению с поправкой u на срезание и сглаживание шероховатости поверхности при запрессовке

N = N min

- u;

u =1,2(Rz 1+ Rz 2),

где Rz1 и Rz2 – высоты шероховатости посадочных поверхностей.

Наиболее распространенные значения Rz для поверхностей

прессовых соединений 10…6,3; 3,2…1,6 мкм, что соответствует

6…8 классам шероховатости.

В приближенных расчетах прочности соединений стальных и чугунных деталей коэффициент трения принимают f = 0,08… 0,1 – сборка прессованием; f = 0,12…0,14 – сборка с нагревом или охлаждением.

Материал	Е, МПа	μ
Сталь	(2,1…2,2)105	0,30
Чугун	(1,2…1,4)105	0,25
Бронза	(1,0…1,1)105	0,33

Недостатки соединения. 1. Сложность сборки и разборки,

возможность ослабления посадки и повреждения посадочных поверхностей при разборке.

2. Большое рассеивание прочности сцепления в связи с

рассеиванием действительных посадочных размеров в пределах допуска.

Дата добавления: 2014-01-20