Файл: Брук С.И. Основы взаимозаменяемости и технические измерения учеб. пособие с элементами программир. обучения.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.06.2024

Просмотров: 147

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

В расчетных формулах посадок с натягом учтено следующее обстоятельство. При соединении деталей с натягом в результате возникновения значительного давления на контактных поверхно­ стях вершины микронеровностей, оставшихся после механической обработки, сминаются. Таким образом, расчетный (действитель­ ный) натяг соединения sp становится меньше теоретического на­ тяга sT, найденного по табличным значениям предельных отклоне­ ний размеров.

 

 

йкГ(Н)

Рис. 27. Схема

влияния шероРис. 28. Схема прессового соединения,

ховатости

на

величину рас­

четного

натяга посадки.

Обычно принято считать, что при запрессовке деталей в холод­ ном состоянии высота неровностей R z с каждой стороны сопряга­ емой поверхности уменьшается на 0,6Лг (рис. 27). Следовательно, между табличным и расчетным натягом существует такая зависи­ мость:

 

8р = в т - 1 , 2 ( Д л + Дя), •

 

(23)

где

R z l — высота неровностей на контактной поверхности

вала;

i ? 2 2

— высота неровностей на контактной поверхности

отверстия.

 

При соединении деталей с нагревом охватывающей

или

охла­

ждением охватываемой поверхностей смятия неровностей не проис­ ходит и поправок не вводят.

Рассмотрим методику расчета прессовых посадок примени­

тельно к общему

расчетному случаю, когда пустотелый вал за­

прессовывается в

тонкостенный корпус (рис. 28).

В тех случаях, когда вал сплошной, в расчетных формулах

принимается dx =

0; при толстостенном корпусе считается рав-

d

ным иулю отношение - з - .

90


Исходные зависимости посадок с натягом, не выходящих за пределы упругих деформаций 1 , основаны на исследованиях Ляме. Эти исследования показывают, что натяг посадки вызывает на поверхности соединения давление, удельное значение р которого прямо пропорционально величине натяга s:

Ъ = Р +

( 2 4 )

 

Здесь sP — расчетный натяг по диаметру, мм; d — номинальный посадочный диаметр, мм; р — удельное давление на поверхности контакта, кГ/мм2; Сх и С2 — коэффициенты Ляме вала и втулки, см. ниже формулы (25) и (26); Ех и Е2 модули упругости мате­ риалов вала и втулки, кГ/мм2.

В зависимости от задачи расчета на основе формулы (24) опреде­ ляется величина давления, возникающего при натяге sp :

(24а)

или величина натяга sp , необходимого для создания давления р:

s > = d - p { % + 1 г ) -

( 2 4 б >

Если соединение работает при повышенной температуре и ма­ териалы соединяемых деталей имеют разные коэффициенты линей­ ного расширения, то при определении натяга вводится поправка на температурные деформации.

Коэффициенты Ляме определяют по следующим формулам:

где

d, d\ и d2 — диаметры соединяемых деталей (см.

рис. 28);

х

и

2 — коэффициенты Пуассона материалов вала

и

втулки.

 

1

Допустимо также применение посадок с натягом, вызывающим упруго-

пластические

деформации.

Применяемые

при этомрасчетные

зависимости

рассмотрены

в специальной

литературе

[3].

 

*

91


 

 

 

 

Таблица

7

 

Значения вспомогательных расчетных величин

 

 

ДЛЯ С,

 

а, или а.

d2

 

 

 

 

 

( * ) • -

'

~ для С.

 

i - ( l ) 2

d

 

 

 

 

1

2

3

4

5

 

0

' 1.0000 '

1,000

1,00

0

 

0,05

0,9975

1,005

1,05

0,10

 

0,10

0,9900

1.020

1,10

0.21

 

0,15

0,9775

1,005

1,20

0,44

 

0,20

0,9600

1.083

1,30

0,69

 

0,25

0,9375

1,133

1,40

0,96

 

0,30

0,9100

1.198

1,50

1,25

 

0,35

0,8775

1,279

1,60

1,56

 

0,40

0,8400

1.381

1,70

1,89

 

0,45

0,7975

1,508

1,80

2,24

 

0,50

0,7500

1,667

1,90

2,61

 

0,52

0,7296

1,741

2,00

3,00

 

0,55

0,6975

1.867

2,'Ю

3,41

 

0,57

0,6751

1.962

2,20

3,84

 

0,60

'0,6400

2,125

2,30

4,29

 

0,62

0,6156

2,249

2,40

2,76

 

0,65

0,5775

2,436

2,50

5,25

 

0,70

0,5100

2,922

2.60

5,76

 

0,71

0,4959

3,033

2,70

6,29

 

0.72

0,4816

3,153

2,80

6,84

 

0,73

0,4671

3,282

2,90

7,41

 

0,74

0,4524

3,421

3,00

8,00

 

0,75

0,4375

3,571

3,20

9,24

 

0,76

0.4224

3,735

3,40

10,56

 

0,77

0,4071

3,911

• 3,60

11,96

 

0,78

0,3916

4,107

3,80

13,44

 

0,79

0,3759

4,321

4,00

15.00

 

0,80

0,3600

4,556

4,20

16,64

 

0,81

0,3439

4,816

4,40

18,36

 

0,82

0,3276

5,106

4.60

20,16

 

0,83

0,3111

5,429

4,80

22,04

 

0,84

0,2943

5,806

5,00

24.00

 

0,85

0,2775

6,207

5,20

26,04

 

0,86

0,2604

6,681

5,40

28,16

 

0,87

0,2431

7.227

5,60

30,36

 

• 0,88

0,2256

7,865

5,80

32,64

 

0,89

0,2079

8,620

6,00

35.00

 

0,90

0,1900

9,526

 

 

 

0,91

0,1719

10,635

 

 

 

0,92

0,1536

12,021

 

 

 

0.93

0,1351

13,804

 

 

 

0,94

0,1164

16,182

 

 

 

0,95

0,0975

19,513

 

 

 

0,96 '

0,0784

24,510

 

 

 

0,97

0,0591

32,841

i - -

 

 

0,98

0,0396

49,505

 

 

 

0,99

0,0199

99,503

 

 

 

92


Для сокращения вычислений введем вспомогательные расчет­ ные величины, обозначив

1 +

 

 

 

 

(27)

и

' ч

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + ( d a )

= aj .

(28)

 

Hi)

 

 

Тогда

формулы для определения

коэффициентов Ляме прини­

мают следующий вид:

[Хц

 

(25а)

*

С1 = а1

 

 

С2

= а2 +

[ i 2 .

(26а)

Значения ах и а 2 при разных отношениях и

приведены

в табл. 7

(столбец 3).

 

?

 

Для упрощения поисков справочных данных в табл. 8 и 9 при­ ведены механические свойства материалов, требуемые при рас­ четах.

Для получения совпадающих результатов при решении приме­ ров и контрольных задач в табл. 8 также указаны конкретные значения Е и ц, принятые во всех дальнейших расчетах.

При нагружении соединения осевой силой Р или крутящим моментом Мкр на контактирующих поверхностях возникает соот­ ветственно сила трения F или момент трения Мр, препятствующие относительному смещению (вращению) деталей. Величины их могут

быть найдены

по следующим

зависимостям:

 

 

F = ndlpf1,

(29)

 

MF=0,bnd4pfz,

(30)

где Д — коэффициент трения (сцепления) при продольном

смеще­

нии деталей; / 2

— коэффициент трения (смещения) при относитель­

ном вращении

деталей.

 

 

Очевидно, что неподвижность соединения будет сохранена, если

внешняя нагрузка Р или Мкр

будет меньше соответственно силы

трения F или момента трения Мр, т. е. при Р << F и Мкр

Мр.

Поэтому, при действии осевой силы удельное давление

опреде­

ляется по формуле (29а), а при действии окружной силы

( М к р ) —

по формуле (30а): .

 

 

'

"

( 3 0 а )

93


J

 

 

 

 

Модуль упругости и коэффициент

Пуассона некоторых материалов

Таблица 8

 

 

 

 

 

Значения В и ц ,

при­

Модуль продольной упругости Е

 

нятые в дальнейших

Наименование материала •

 

Коэффициент

расчетах

 

 

 

 

 

 

Пуассона р,

 

 

кГ/см'

М Н / м '

 

£, кГ/лт*

и

N.

Сталь

Чугун (СЧ, КЧ) Бронза . Латунь

Алюминиевые сплавы . . Цинк катанный Никель

Дерево (вдоль волокон) . Дерево(поперек волокон)

Текстолит, фибра . . . .

Бакелит (без наполнителей)

(1,9-2,2)-108

(1,9-2,2) • 105

0,24—0,32

2 10*

0,30

(0.8-1,6) • 10»

(0.8—1,6) • Ю 5

0,23-0,27

1 •10*

0,25

(0,7—1,3) • 10в

(0,7-1,3) • Ю3

0,32-0,35

0,9- 10*

0,33

(0,9—1,4) • 10"

(0,9-1,4) • 105

0,32—0,42

1- 10*

0,35

(0,67-0,75) • 100

(0,67-0,75) •105

0,32—0,36

0,7- 10*

0,35

2 • 100

2-105

0,27

2 •104

0,27

2-106

2-105

0,33

2- 104

N 0,33

(0,09-0,14) • Ю 6

(0,09-0,14) •105

0,01 • 104

(0,004—0,01)-10е

(0,09-0,010) •105

0,005 •104

(0,06-0,10) • 106

(0,06—0.10) •Ю5

0,08104

(0,02—0,06) • 10°

(0,02-0,06) •106

0,35-0,38

0.04 •104

0.37