Курсовой проект по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»


Расчет посадок гладких цилиндрических соединений



страница4/9
Дата21.04.2020
Размер0,56 Mb.
ТипКурсовой проект
1   2   3   4   5   6   7   8   9

2. Расчет посадок гладких цилиндрических соединений

2.1 Расчет посадки с натягом

Задание: Рассчитаем посадку с натягом при механической запрессовке детали поз.4 –втулки в деталь поз.6 муфта. Исходные данные для расчета представим в таблице 2.

Таблица 2-Исходные данные для расчета


п/п


Наименование величины

Обозначение

Значение

Размерность

2.

Осевая сила

Р0

9000

Н

3.

Номинальный диаметр соединения

dн

38

мм

4.

Внутренний диаметр зубчатого колеса

d1

30

мм

5.

Наружный диаметр колеса

d2

50

мм

6.

Длина сопряжения

L

50

мм

7.

Коэффициент трения

f

0,2

-

8.

Материал втулки

Бр.АЖ9-4

-

-

9.

Материал муфты

Ст. 45

-

-

10.

Модуль упругости материала колеса втулки

Ed

0,9·1011

Н/м2 (Па)

11.

Модуль упругости материала муфты

ED

2·1011

Н/м2 (Па)

12.

Коэффициент Пуассона материала втулки

d

0,3

-

13.

Коэффициент Пуассона материала муфты

D

0,33

-

Продолжение таблицы 2



14.

Предел текучести материала втулки

Td

20·107

Н/м2 (Па)

15.

Предел текучести материала муфты

ТD

36·107

Н/м2 (Па)

Рассчитаем наименьший расчетный натяг Nminф, который определяется из условия обеспечения прочности соединения (неподвижности) под действием осевой силы [1]. На рисунке 1 представим расчетную схему посадки с натягом.


Рисунок 1-Расчетная схема посадки с натягом



(1)

где Ро – осевая сила, стремящаяся сдвинуть одну деталь относительно другой; L – длина контакта, сопрягаемых поверхностей; f – коэффициент трения при установившемся процессе распрессовки или проворачивания [1]; ED и Ed – модули упругости материалов охватываемой и охватывающей детали [1]; СD и Cd – коэффициенты жесткости конструкции, определяемые по формулам:



, (2)

где d и D коэффициенты Пуассона, соответственно для охватываемой и охватывающей деталей [1].





Наименьший расчетный натяг:



Определим наибольший расчетный натяг Nmax из условия обеспечения прочности сопрягаемых деталей (до наступления пластической деформации или разрушения) [1]:



(4)

где – наибольшее допустимое давление, при котором отсутствуют пластические деформации.

Для муфты:

(5)

для втулки:



(6)

где ТD и Td – предел текучести материалов охватывающей и охватываемой деталей.

В качестве выбирается наименьшее из двух значений.

,

тогда:


Из функционального допуска посадки определяем конструкторский допуск посадки, по которому устанавливаем квалитеты вала и отверстия:

TNф = Nmax ф - Nmin ф =204 мкм – 18 мкм = 186 мкм

где функциональный допуск посадки:

TNф =TNК + Tэ. (7)

Конструкторский допуск посадки:

TNК = ITd+ ITD , (8)

где ITD - табличный допуск отверстия; ITd - табличный допуск вала.

Конструкторский допуск посадки TNК определяется на основании экономически приемлемой точности изготовления деталей соединения и рекомендаций по точности посадок с натягом (не точнее IТ 6 и не грубее IT8). Эксплуатационный допуск посадки Tэ должен быть не менее 20% TNф.
Определим квалитеты отверстия и вала.

Из ГОСТ 25346-89 или приложения 3 найдём допуски для dн= 38 мм; IT6 = 16 мкм , IT7 = 25 мкм , IT8 = 39 мкм.

Учтём, что эксплуатационный допуск должен быть не менее 20%.

Разберём варианты различных квалитетов для отверстия и вала:

1) TNK = ITD + ITd = IT6 + IT6 = 16 + 16 = 32 мкм

TNЭ = TNФ – TNK = 186 – 32 = 154 мкм (83%)

2) TNK = ITD + ITd = IT7 + IT6 = 25 + 16 = 41 мкм

TNЭ = TNФ – TNK = 186 – 41 = 145 мкм (78%)

3) TNK = ITD + ITd = IT7 + IT7 = 25 + 25 = 50 мкм

TNЭ = TNФ – TNK = 186 – 50 = 136 мкм (73%)

4) TNK = ITD + ITd = IT8 + IT7 = 39+ 25 = 64 мкм

TNЭ = TNФ – TNK = 186 – 64= 122мкм (66%)

5) TNK = ITD + ITd = IT8 + IT8 = 39+ 39 = 78 мкм

TNЭ = TNФ – TNK = 186 – 78= 108мкм (58%)

Выберем один вариант -5, где TNЭ составляет 58% от TNK,

Квалитет отверстия IT8, квалитет вала IT8.

Введем поправки для учёта условий эксплуатации в расчётные предельные натяги:

1. Поправка U, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей соединяемых деталей:

U = 5∙(RaD + Rad) (9)

где RaD и Rad среднее арифметическое отклонение профиля соответственно отверстия и вала.

2. Поправка Ut, учитывающая различия рабочей температуры, температуры сборки и коэффициента линейного расширения:

Ut = [αD∙(tpD – t) – αd∙(tpd – t)]∙ dн (10)

где αD и αd коэффициенты линейного расширения; tpD и tpd рабочие температуры деталей; t — температура сборки деталей (t = 20ᵒ C);

3. Поправка Uц , учитывающая деформацию деталей от действия центробежных сил ( для диаметров до 500 мм и V до 30 м/ с , Uц = 1...4 мкм ).

Ut = 0, так как tp близка к t сборки; Uц = 0, так как скорость вращения деталей невелика. Для поправки U значения RaD и Rad определим по формуле Ra ≈0,05⋅ IT:

RaD = 1.95 мкм

Rad = 1.95 мкм

Принимаем стандартные значения шероховатостей

RaD = 2.0 мкм

Rad = 2.0 мкм

U = 5∙(2 +2)=20мкм

Определяем функциональные натяги с учётом поправок:

Nmin ф расч = Nmin ф+ U = 18 +20=38 мкм

Nmax ф расч = Nmax ф+ U = 204 +20=224 мкм

Выбор посадки

Для обеспечения работоспособности стандартной посадки выполним условия:

Nmax табл ≤ Nmax ф расч; Nmax ф расч - Nmax табл = ∆сб; (11)

Nmin табл ≥ Nmin ф расч; Nmin табл - Nmin ф расч = ∆э; (12)

∆э> ∆сб. (13)

Подберём нужную посадку по ГОСТ 25347-82.

Проведём анализ рекомендуемых посадок системы отверстия (таблица 3):
Таблица 3- Анализ рекомендуемых посадок


Посадки

Nтабл max

Nтабл min

∆сб

∆э



99

21

125

-17



119

41



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9


База данных защищена авторским правом ©psihdocs.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница