Посадка бронзовой втулки в корпус

Обновлено: 05.10.2024

Таблица предельных отклонений при размерах от 1 до 500 мм.

Краткая характеристика и примеры применения посадок

Посадки с зазором. Скользящие посадки (сочетание отверстия Н с валом h) применяют главным образом в неподвижных соединениях при необходимости частой разборки (сменные детали), если требуется легко передвигать или поворачивать детали одну относительно другой при настройке или регулировании, для центрирования неподвижно скрепляемых деталей.
Посадку Н6/h5 применяют для особо точного центрирования, например, для пиноли в корпусе бабки станка.
Посадку Н7/h6 применяют: а) для сменных зубчатых колес в станках; б) в соединениях с короткими рабочими ходами, например, для хвостовиков пружинных клапанов в направляющих втулках (применима также посадка Н7/g6); в) для соединения деталей, которые должны легко передвигаться при затяжке; г) для точного направления при возвратно-поступательных перемещениях (поршневой шток в направляющих втулках насосов высокого давления); д) для центрирования корпусов под подшипники качения в оборудовании и различных машинах.
Посадку Н8/h7 используют для центрирующих поверхностей при пониженных требованиях к соосности.
Посадки H8/h8; H9/h8; Н9/h9 применяют для неподвижно закрепляемых деталей при невысоких требованиях к точности механизмов, небольших нагрузках и необходимости обеспечить легкую сборку (зубчатые колеса, муфты, шкивы и другие детали, соединяющиеся с валом на шпонке; корпуса подшипников качения, центрирование фланцевых соединений), а также в подвижных соединениях при медленных пли редких поступательных и вращательных перемещениях (перемещающиеся зубчатые колеса, зубчатые торцовые муфты).
Посадку Н11/h11 используют для относительно грубо центрированных неподвижных соединений (центрирование фланцевых крышек, фиксация накладных кондукторов), для неответственных шарниров.
Посадка H7/g6 характеризуется минимальной по сравнению с остальными величиной гарантированного зазора. Применяют в подвижных соединениях для обеспечения герметичности (например, золотник во втулке пневматической сверлильной машины), точного направления пли при коротких ходах (клапаны в клапанной коробке). Другие примеры применения: соединение шатунной головки с шейкой коленчатого вала, посадка клапанных коромысел в механизме распределения двигателя, сменные кондукторные втулки, для установки изделий на пальцах приспособлений. В особо точных .механизмах применяют посадки H6/g5 и даже Н5/g4.
Посадку Н7/f7 применяют в подшипниках скольжения при умеренных и постоянных скоростях и нагрузках, в том числе в коробках скоростей, центробежных насосах; для вращающихся свободно на валах зубчатых колес, а также колес, включаемых муфтами; для направления толкателей в двигателях внутреннего сгорания. Более точную посадку этого типа - H6/f6 используют для точных подшипников, золотниковых пар гидравлических передач легковых автомобилей.
Посадки H8/f8; H8/f9; Н9/f9 применяют для подшипников скольжения при нескольких или разнесенных опорах, для других подвижных соединений и центрирования при относительно невысоких требованиях к соосности (крупные подшипники в тяжелом машиностроении, посадки сцепных муфт, поршней в цилиндрах паровых машин, направление поршневых и золотниковых штоков в сальниках, центрирование крышек цилиндров).
Посадки Н7/е7; Н7/е8; Д8/е8 и Н8/е9 применяют в подшипниках при высо-~ кой частоте вращения (в электродвигателях, в механизме передач двигателя внутреннего сгорания), при разнесенных опорах или большой длине сопряжения, например, для блока зубчатых колес в станках. Посадки H8/d9; H9/d9 применяют, например, для поршней в цилиндрах паровых машин и компрессоров, в соединениях клапанных коробок с корпусом компрессора (для их демонтажа необходим большой зазор из-за образования нагара и значительной температуры). Более точные посадки этого типа Н7/d8; H8/d8 применяют -для крупных подшипников при высокой частоте вращения.
Из числа грубых посадок с зазором в 10-12 квалитетов наиболее предпочтительной является посадка Н11/d11, применяемая для подвижных соединений, работающих в условиях пыли и грязи (узлы сельскохозяйственных машин, железнодорожных вагонов), в шарнирных соединениях тяг, рычагов и т. п., для центрирования крышек паровых цилиндров с уплотнением стыка кольцевыми прокладками.
Переходные посадки. Предназначены для неподвижных соединений деталей, подвергающихся при ремонтах пли по условиям эксплуатации сборке и разборке. Взаимная неподвижность деталей обеспечивается шпонками, штифтами, нажимными винтами и т. п. Менее тугие посадки назначают при необходимости в частых разборках соединения, при неудобствах разборки и возможности повреждения соседних деталей; более тугие - если требуется высокая точность центрирования, при ударных нагрузках и вибрациях.
Посадка Н7/п6 (типа глухой) дает наиболее прочные соединения. Примеры применения: а) для зубчатых колес, муфт, кривошипов и других деталей при больших нагрузках, ударах или вибрациях в соединениях, разбираемых обычно только при капитальном ремонте; б) посадка установочных колец на валах малых и средних электромашин; в) посадка кондукторных втулок, установочных пальцев, штифтов. В приборостроении используется для передачи небольших нагрузок без дополнительного крепления (посадки осей, втулок, шкивов и др.)- Сборка производится под прессом.
Посадка H7/m6 (типа тугой) несколько слабее посадки типа глухой.(меньше натяги, повышается вероятность получения зазора), ее применяют при необходимости изредка разбирать соединение. С предельными отклонениями по /m6 выполняют посадочные места под подшипники качения в тяжелом машиностроении, цилиндрические штифты, но поле допуска тб не вошло в число предпочтительных, так как перекрывается соседними полями n6 и k6.
Посадка H7/k6 (типа напряженной) в среднем дает незначительный зазор (1-5 мкм) и обеспечивает хорошее центрирование, не требуя значительных усилий для сборки и разборки. Применяется чаще других переходных посадок: для посадки шкивов, зубчатых колес, муфт, маховиков (на шпонках), для втулок подшипников и вращающихся на валах зубчатых колес и др.
Посадка H7/j6 (типа плотной) имеет большие средние зазоры, чем предыдущая, и применяется взамен ее при необходимости облегчить сборку.
Более точные или грубые переходные посадки имеют примерно тот же характер, что и описанные одноименные посадки, и используются со ответственно при высоких или пониженных требованиях к точности центрирования.
Посадки с натягом. Выбор посадки производится из условия, чтобы при наименьшем натяге была обеспечена прочность соединения и передача нагрузки, а при наибольшем натяге - прочность деталей. Для применения поса док с натягом, особенно в массовом производстве, рекомендуется предварительная опытная проверка.
Посадку H7/р6 применяют при сравнительно небольших нагрузках (например, посадка на вал уплотнительного кольца, фиксирующего положение внутреннего кольца подшипника у крановых и тяговых двигателей).
Посадки H7/г6; H7/sб; H8/s7 используют в соединениях без крепежных деталей при небольших нагрузках (например, втулка в головке шатуна пневматиче- ского двигателя) и с крепежными деталями при больших нагрузках (посадка на шпонке зубчатых колес и муфт в прокатных станах, нефтебуровом оборудовании и др.).
Посадки Н7/u7 и Н8/u8 применяют в соединениях без крепежных деталей при значительных нагрузках, в том числе знакопеременных (например, соединение пальца с эксцентриком в режущем аппарате уборочных сельскохозяйственных машин); с крепежными деталями при очень больших нагрузках (посадка крупных муфт в приводах прокатных станов), при небольших нагрузках, но малой длине сопряжения (седло клапана в головке блока цилиндров грузового автомобиля, втулка в рычаге очистки зерноуборочного комбайна).
Посадки Н8/х8 и Н8/z8 характеризуются относительно большими натягами и допусками натяга, применяются в тяжелонагруженных соединениях или при материалах с относительно небольшим модулем упругости.
Посадки, с натягом высокой точности Hб/p5; H6/г5; Н6/s5 применяют относительно редко и в соединениях, особо чувствительных к колебаниям натягов, например, посадка двухступенчатой втулки на вал якоря тягового электродвигателя.
Допуски несопрягаемых размеров. Для несопрягаемых размеров допуски назначают по табл. 1 в зависимости от функциональных требований. Поля допусков обычно располагают в плюс для отверстий (обозначают буквой Н и номером квалитета, например, H3, H9, H14), в минус для валов (обозначают буквой h и номером квалитета, например, h3, h9, h14) и симметрично относительно нулевой линии (плюс-минус половина допуска обозначают, например, ± IТЗ /₂; ± IТ9 /₂; ± IT14 / ₂. Симметричные поля допусков для отверстии могут быть обозначены буквами J5 (например,Js3, Js9, Js14), а для валов - буквами j (например, Js3; Js9; Js14).
Допуски по 12-17 квалитетам характеризуют несопрягаемые или сопрягаемые размеры относительно низкой точности.
Многократно повторяющиеся предельные отклонения в этих квадитетах разрешается не указывать у размеров, а оговаривать общей записью.

Базовыми поверхностями втулок и колец являются посадочные поверхности, а также их торцы. Одним из торцов эти детали сами базируются по торцам смежных деталей, второй торец служит базой для другой смежной детали (см. чертёж узла).

Посадки втулок должны иметь минимальный зазор или минимальный натяг. Если выбор полей допусков отверстия и вала ничем не обусловлен, то наиболее подходящими посадками втулок на вал и в корпус являются Н7/j_S6, H7/k6, H7/m6. Если же поля допусков валов и отверстий заданы в связи о установкой соседних деталей, например, подшипников качения, зубчатых и червячных колес, приходится подбирать такие поля допусков отверстий или внешних диаметров втулок, чтобы зазоры или натяги были минимальны (см. П4 табл. 1).

Посадки колец на валу или в отверстии корпусов должны иметь зазор. Если выбор полей допусков отверстий и вала ничем не обусловлен, рекомендуется принимать посадки колец на вал H11/d11, H10/d10 или H9/d9. При высокой частоте вращения вала (n>1500 мин -1 ) в целях снижения возможного дисбаланса посадки колец на вал следует принимать H8/h8, H8/h7, H7/h6. Если поля допусков валов заданы в связи с установкой соседних деталей, например, зубчатого колеса, то для гарантии зазора между валом и кольцом поля допусков отверстий колец следует принимать D11, D10 или D9.

Поле допуска наружного диаметра колец, установленных в отверстиях корпусов, во всех случаях следует принимать d11.

Часто кольцо размещают на посадочной поверхности для подшипников качения. В этом случае поле допуска на отверстие кольца назначают в зависимости от частоты вращения вала. Так, при частоте вращения вала меньше 1500 мин -1 поле допуска на отверстие кольца назначают D9, D10 или D11. При частоте вращения более 1500мин -1 принимают поля допусков Н9, Н10, Н11. Рекомендации по выбору посадок колец см. П4 табл. 2.

3.2 Выбор посадок для соединений “стакан - корпус”

3.3. Выбор посадок для соединений “крышки подшипников - корпус”

По конструкции крышки подшипников могут быть привёртными и закладными без или с отверстием для прохода вала.

Исходя из условий эксплуатации и сборки соединение буртика крышки подшипника с корпусом должно быть выполнено с зазором. В случае глухой крышки это соединение можно считать неответственным. Крышка со сквозным отверстием для выхода вала должна обрабатываться по более высокому квалитету, чем глухая, и более точно центрироваться. Это необходимо для обеспечения надёжной работы сальника или иного защитного уплотнения.

Поле допуска центрирующей поверхности (буртика) привёртной глухой крышки принимают согласно ГОСТ 18511-73 d11, a имеющей отверстие для прохода вала принимают по ГОСТ 18512-73 h8.

Поле допуска центрирующей поверхности закладных крышек любой конструкции в целях уплотнения против вытекания смазки принимают h8. Общим для всех закладных крышек является посадка выступа крышки в пазу корпуса, которую принимают H11/h11.

У крышек с отверстием для прохода вала поле допуска отверстия под уплотнение принимают H8.

Итоговые данные по выбору допусков посадок гладких цилиндрических соединений методом подобия оформить в виде таблицы.

Обозначение соединения на сбор. чертеже	Наименование соединения	Выбранная посадка	Предельные отклонения и допуски, мкм	Предельные зазоры и натяги, допуски посадок, мкм
отверстие	вал
Es	Ei	TD	es	ei	Td	S_min	S_max	TS	N_min	N_max	TN

В нашем примере

Соединение буртика крышки подшипника с корпусом должно быть выполнено с зазором. В случае глухой крышки это соединение можно считать неответственным. Крышка со сквозным отверстием должна обрабатываться по более высокому квалитету, чем глухая, и более точно центрироваться. Это необходимо для надежной работы сальника или иного защитного уплотнения ([1], 1т., стр.297…346).

Для крышки со сквозным отверстием посадка

Так как кольцо расположено на ответственном участке вала, то посадка его на вал зависит от посадки соседней детали на вал, поэтому выбираем посадку H7/h7. Посадка H7/h7 широко распространенная, предпочтительная по СТ СЭВ 144-75. Применяется в неподвижных соединениях, при высоких требованиях к точности центрирования часто разбираемых деталей: сменные шестерни на валах металлообрабатывающих станков, фрикционные муфты и установочные кольца на валах, фрезы на оправках; для деталей, которые должны легко передвигаться одна в другой при настройках и регулировках: шпиндельная головка шевинговального станка в станине, неразрезные кулачки на валах (положение кулачков на валу регулируется и фиксируется штифтом).

Выбор посадки производится из условия, чтобы при наименьшем натяге были обеспечены прочность соединения и передача нагрузки, а при наибольшем натяге – прочность деталей.

Посадку Н7/р6 является предпочтительной для данного типа посадок. Примеры: клапанные седла в гнездах при работе в условиях вибраций, втулки и кольца в корпусах, втулки и шестерни передней бабки токарных станков, установочные кольца на валах электродвигателей, грунд-буксы в корпусах сальников, уплотнительные кольца на валах для фиксации положения внутреннего кольца подшипника качения, зубчатые колеса на валах редукторов, канатных барабанов и других валах с дополнительным креплением шпонкой.

Итоговые данные по выбору посадок для гладких цилиндрических соединений методом подобия.

Сейчас на странице 0 пользователей

Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

Можно узнать он считывает параметры из порлей SW файлов? или все ручкам с 0 ? Как то автоматизировалось наполнение? Вы SW файлы конвертировали в DWG или STEP ? потом открывали в этой проге и наполняли?

Нет, в СВ мы моделировали оборудование, часть сетей, строенией и металлоконструкций. А затем все разделы, все объекты собирались в Navisworks'e и наполнялись подробной информацией.

Требования заказчика. Мы делали подробную BIM модель и наполняли ее инфой. На счет того что СВ не предназначен для чего-то подобного согласен. Для подобных вещей СВ может быть вполне то, о чем вы сказали. Но для меня это вполне интуитивно простая и понятная прога, позволяющая лично мне выполнить 95% даже самых экзотических задач. Более экзотических я пока не придумал. Хотя вру, когда мы проектировали поезда на Евро 2012, работы с поверхностями класса А таки не хватало. А для механики вполне то. Хотя с Про-Е, Creo никогда не сталкивался, даже спорить не буду. Но изучить бы не отказался. Люди, работавшие в нем, утверждают, что прога стоящая. Но, на данный момент суть топика –решение одной конкретной задачи СВ. Текла, конечно, для КМ и КМД заточена. Как оформляет чертежи, не видел, но моделит вполне не хило. Хотя для некоторых важных вещей мягко сказано, не предназначен.

С учетом формул (119)—(121) построены диаграммы (рис. 525—530) для наиболее распространенных случаев соединений с натягом. Принято для стали Е = 21·10 4 , чугуна Е = 8·10 4 , алюминиевых сплавов Е = 7,2·10 4 , бронз Е = 11·10 4 МПа. Для чугуна принято μ = 0,15; для всех остальных материалов μ = 0,3.

В нижней части диаграмм приведено относительное давление k₀ = 1/(c₁ + c₂) в функции a₁ для различных значений а₂, а в верхней — относительные напряжения σ₀, равные для охватываемой и охватывающей деталей:

Абсолютные величины k, σ₁, и σ₂ получают умножением k0, σ₀₁ и σ₀₂ на фактор EΔ/d.

Приведем примеры расчета . Для упрощения рассчитываем по натягам, средним для данного вида посадки. При проектировании рассчитывать следует по крайним пределам натягов, а также вводить запас надежности n с увеличением в n раз заданного крутящего момента и осевой силы или (что то же самое) снижением в n раз расчетного коэффициента трения.

Соединения с натягом деталей, выполненных из одинакового материала (рис. 525).

Требуется найти давление k на посадочной поверхности; средний крутящий момент М_кр, который может передать соединение, максимальные напряжения σ₁ в вале и σ₂ в ступице.

Прежде всего определяем величину EΔ/d. При посадке Н7/u6 средний диаметральный натяг для d = 100 мм равен 137 мкм. Действительный натяг 137–6,4 = 130,6 мкм. Модуль упругости Е = 21·10 4 МПа. Следовательно,

От точки а₁ = 0,7 (нижняя часть диаграммы) проводим горизонталь до пересечения с кривой а₂ = 0,8 (точка А) и находим на оси абсцисс значение k₀ = 0,135. Давление

Средний крутящий момент, который может передать соединение, М_кр = 5·10 4 ·37π·100 2 ·100·0,1 = 5800 Н·м.

Для определения напряжений проводим от точки А вертикаль до встречи с прямыми а = 0,7 (вал) и а = 0,8 (ступица). На оси ординат находим σ₀₁ = 0,52 и σ₀₂ = 0,75.

Напряжения в вале и ступице σ₁ = 274·0,52 = 144 МПа и σ₂ = 274·0,75 = 205 МПа.

Сделаем вал массивным (а₁ = 0); наружный диаметр ступицы увеличим до 165 мм (а₂ = 0,6).

Точка В пересечения абсциссы а₁ = 0 с кривой а₂ = 0,6 дает k₀ = 0,32. Следовательно, k = 274·0,32 = 87,5 Мпа.

Передаваемый крутящий момент возрастает в 87,5/37 = 2,4 раза.

Проводя через точку В вертикаль до пересечения с прямой а = 0 (вал) и а = 0,6 (ступица), находим на оси ординат σ₀₁ = 0,64 и σ₀₂ = 1.

Следовательно, напряжение в вале увеличивается в 0,64/0,52 = 1,23 раза, а в ступице — в 1/0,75 = 1,33 раза по сравнению с предыдущим случаем. Увеличение очень небольшое, если учесть, что несущая способность соединения возрастает в 2,4 раза.

Принимая коэффициент запаса n = 1,5, получаем расчетное значение М_кр = 3 кН·м.

Давление k на посадочной поверхности, необходимое для передачи М_кр,

Проводя из точки a₁ = 0,6 горизонталь до пересечения с кривой а₂ = 0,75 (точка С), находим на оси абсцисс k₀ = 0,175.

С поправкой на смятие микронеровностей Δ' = 52 + 6,4 = 58,4 мкм. Такой натяг обеспечивает (с запасом) посадка Н7/t6 (Δ_mi_n = 69 мкм; Δ'_mi_n = 69 — 6,4 = 62,6 мкм).

Соответствующее этому натягу значение

Давление на посадочной поверхности

Передаваемый крутящий момент

Максимальный натяг при посадке Δ_max = 126 мкм (Δ'_max = 126—6,4 = 119,6 мкм). Соответствующее этому натягу значение

Давление на посадочной поверхности k = 250·0,175 = 43,8 МПа.

Передаваемый крутящий момент М_кр = 3580·43,8/23,0 = 6830 Н·м.

Для определения напряжений в вале и ступице проводим из точки k₀ = 0,175 вертикаль до встречи с прямыми а = 0,6 (вал) и a = 0,75 (ступица) и находим на оси ординат σ₀₁ = 0,52 и σ₀₂ = 0,8.

Максимальные напряжения в вале и ступице σ₁ = 250·0,52 = 130 МПа; σ₂ = 250·0,8 = 200 Мпа.

Запрессовка стальных деталей в чугунные (рис. 526).

По значениям а₁ = 0,7 и а₂ = 0,8 (точка А) находим на диаграмме k₀ = 0,175. Давление k = 111·0,175 = 19,5 МПа.

По значениям k₀ = 0,175, а₁ = 0,7 и а₂ = 0,8 находим σ₀₁ = 0,69 и σ₀₂ = 1. Напряжения σ₁ = 111·0,69 = 77 МПа; σ₂ = 111·1 = 111 Мпа.

Уменьшим внутренний диаметр колонны до 60 мм (а₁ = 0,6), а наружный диаметр ступицы увеличим до 165 мм (a₂ = 0,6). В этом случае (точка В) k₀ = 0,34 и σ₀₁ = σ₀₂ = 1,06. Следовательно, k = 111·0,34 = 38 МПа; σ₁ = σ₂ = 111·1,06 = 118 МПа.

Несущая способность соединения увеличивается в 38/19,5 ≈ 2 раза, напряжения в колонне и ступице возрастают соответственно в 118/77 = 1,53 и 118/111 = 1,06.

Запрессовка стальных деталей в деталь из алюминиевых сплавов (рис. 527).

По диаграмме для а₁ = 0,7 и а₂ = 0,65 (точка А) находим k₀ = 0,275; σ₀₁ = 1,09; σ₀₂ = 0,95.

Следовательно, k = 136·0,275 = 37,4 МПа; σ₁ = 136·1,09 = 148 МПа; σ₂ = 136·0,95 = 128 МПа.

Напряжение σ₂ в ступице превышает предел текучести на растяжение литых алюминиевых сплавов (σ_0,2 = 100 МПа). Для снижения напряжений применим посадку H8/s7 с меньшим натягом (Δ = 73 мкм). Тогда

Величины k, σ₁ и σ₂ уменьшаются в отношении 136/46,3 ≈ 3. Давление k снижается до 37,4/3 = 12,5 МПа, а напряжение σ₂ приобретает приемлемую величину σ₂ = 128/3 = 43 МПа.

По диаграмме (точка B) находим k₀ = 0,465; σ₀₁ = 1,82; σ₀₂ = 0,92.

Следовательно, k = 48,7·0,465 = 22,6 МПа; σ₁ = 48,7·1,82 = 88,7 МПа; σ₂ = 48,7·0,92 = 44,7 МПа.

Пусть диск при работе нагревается на 80 °С по сравнению с температурой сборки; температура вала не меняется. При коэффициенте линейного расширения алюминиевого сплава α₂ = 22·10 –6 1/°С диаметр отверстия при нагреве возрастает на величину

Первоначальный прессовый натяг теряется; в соединении образуется зазор 176 – (72,5 – 4,8) = 108,5 мкм.

Для сохранения центрирования следует применить посадку с более высоким натягом, например, Н7/u6 (Δ = 109 мкм). Тогда в соединении при нагреве возникает зазор, равный 176 – (109 – 4,8) = 71,8 мкм, при котором центрирование практически не нарушается.

Величины k, σ₁ и σ₂ увеличиваются в отношении 75/48,7 ≈ 1,5. Напряжение σ₂ в ступице диска (в холодном состоянии) становится равным σ₂ = 44,8·1,5 = 67 МПа, что приемлемо для кованого алюминиевого сплава.

Запрессовка бронзовых деталей в стальные (рис. 528).

По диаграмме для а₁ = 0,87 и а₂ = 0,75 (точка А) находим: k₀ = 0,06; σ₀₁ = 0,49 и σ₀₂ = 0,27.

Следовательно, k = 343·0,06 = 20,5 МПа; σ₁ = 343·0,49 = 167 МПа; σ₂ = 343·0,27 = 93 МПа.

Напряжение σ₁ во втулке превышает предел текучести оловянной бронзы при сжатии (σ_0,2 = 150 МПа).

Уменьшим внутренний диаметр втулки до 30 мм (a₁ = 0,75). По диаграмме (точка В) находим k₀ = 0,1; σ₀₁ = σ₀₂ = 0,46.

Следовательно, k = 343·0,1 = 34,3 МПа; σ₁ = σ₂ = 343·0,46 = 157 МПа.

Как видно, увеличение толщины стенок втулки помогает мало; напряжение снижается только на 6% и по-прежнему превышает предел текучести материала. Не решает дела и уменьшение толщины стенок ступицы. Пусть а₂ = 0,85 (d₂ = 47 мм). По диаграмме для а₁ = 0,87 находим σ₀₁ = 0,41, откуда σ₁ = 343·0,41 = 140 МПа, т. е. напряжения достаточно большие.

Примем посадку Н7/t6 со средним натягом Δ = 50 мкм. Тогда фактический натяг уменьшается в отношении (50 – 4,8)/(70 – 4,8) = 0,69; напряжение во втулке (при исходных значениях a₁ = 0,87 и a₂ = 0,75) σ₁ = 0,69·167 = 115 МПа.

Допустим, что соединение при работе подвергается нагреву на 100°С. Коэффициент линейного расширения бронзы α₁ = 18·10 –6 1/°С, стали α₂ = 11·10 –6 1/°С. Температурный натяг Δ_t = 1000·100·40·(18 – 11)·10 –6 = 28 мкм. Натяг в соединении Δ = 50 – 4,8 + 28 = 73 мкм.

Давление и напряжение увеличиваются в 73/(50 – 4,8) = 1,6. Для втулки с a₁ = 0,87 напряжение становится равным σ₁ = 1,6·115 = 184 МПа, т. е. превышаем предел текучести материала.

Применим посадку H7/s6 (средний натяг Δ = 38,5 мкм). По сравнению с предыдущим случаем фактический натяг уменьшается в отношении (38,5 – 4,8 + 28)/73 = 0,85, и напряжение во втулке становится равным σ₁ = 0,85·184 = 156 МПа, что еще высоко.

Применим посадку Н7/р6 (средний натяг Δ = 21,5 мкм). Тогда фактический натяг при нагреве становится равным 21,5 – 4,8 + 28 = 44,7 мкм, и напряжение во втулке снижается до 156·44,7/73 = 96 МПа. Втулку в данном случае необходимо застопорить от проворачивания в холодном состоянии.

Запрессовка бронзовых деталей в чугунные (рис. 529).

Бронзовая втулка с теми же параметрами, что и в предыдущем примере (d = 40 мм; a₁ = 0,87), запрессована в чугунную ступицу (а₂ = 0,75). Посадка Н8/u8 (средний натяг Δ = 70 мкм). Шероховатость поверхности та же (Rz₁ + Rz₂ = 4,8 мкм).

По диаграмме для a₁ = 0,87 и a₂ = 0,75 (точка А) находим k₀ = 0,11; σ₀₁ = 0,92 и σ₀₂ = 0,5.

Следовательно, k = 125·0,11 = 13,8 МПа; σ₁ = 125·0,92 = 115 МПа; σ₂ = 125·0,5 = 62,5 МПа.

Благодаря меньшей величине модуля упругости чугуна напряжения здесь значительно ниже, чем в случае запрессовки втулки в стальную деталь (предыдущий пример). Все же напряжения во втулке близки к пределу текучести бронзы. Применим посадку H7/t6 (средний натяг Δ = 50 мкм). Тогда фактический натяг уменьшается в отношении (50 – 4,8)/(70 – 4,8) = 0,69, и напряжение во втулке становится равным σ₁ = 0,69·115 = 80 МПа.

Пусть соединение при работе нагревается на 100°С. Возникает температурный натяг, равный 28 мкм (коэффициент линейного расширения чугуна примерно такой же, как у стали). Согласно предыдущему, напряжение во втулке увеличивается в 1,6 раза и становится равным σ₁ = 1,6·80 = 128 МПа (по сравнению с σ₁ = 184 МПа, как при нагреве в случае стальной ступицы). При посадке H7/s6 напряжение уменьшается в отношении 0,86 и становится равным σ₁ = 0,86·128 = 109 МПа.

Возьмем случай массивной чугунной детали (а₂ = 0). Параметры втулки оставим прежними (а₁ = 0,87). Посадка H7/s6 (средний натяг Δ = 38,5 мкм). По диаграмме (точка В) находим k₀ = 0,15; σ₀₁ = 1,25 и σ₂ = 0,3.

Следовательно, k = 67,4·0,15 = 10,1 МПа; σ₁ = 67,4·1,25 = 84 МПа; σ₂ = 67,4·0,3 = 20 МПа.

Допустим, что втулка в пусковой период нагревается на 60°С; температура корпуса не меняется. В соединении возникает температурный натяг Δ_t = 1000·18·10 –6 ·60·40 = 43 мкм.

Фактический натяг становится равным 38,5 – 4,8 + 43 ≈ 76,7 мкм. Напряжения увеличиваются в отношении 76,7/(38,5 – 4,8) = 2,3. Следовательно, напряжение во втулке σ₁ = 2,3·84 = 193 МПа, т. е. превышает предел текучести материала. Очевидно, в данном случае велик и первоначальный натяг.

Применим посадку Н7/р6 (средний натяг Δ = 21,5 мкм). Тогда фактический натяг при нагреве становится равным 21,5 – 4,8 + 43 = 59,7 мкм, и напряжение во втулке снижается до 193·59,7/76,7 = 150 МПа, что приемлемо. Втулку необходимо застраховать от проворачивания.

Запрессовка бронзовых деталей в детали из алюминиевых сплавов (рис. 530).

Бронзовая втулка запрессована в массивную корпусную деталь из алюминиевого сплава (а₂ = 0). Параметры втулки те же, что и в предыдущем примере (d = 40 мм; а₁ = 0,87). Посадка H7/s6 (средний натяг Δ = 38,5 мкм). Шероховатость поверхности та же (Rz₁ + Rz₂ = 4,8 мкм). По диаграмме для a₁ = 0,87 и a₂ = 0 (точка А) находим k₀ = 0,175; σ₀₁ = 1,45 и σ₀₂ = 0,35.

Следовательно, k = 60·0,175 = 10,5 МПа; σ₁ = 60·1,45 = 87 МПa; σ₂ = 60·0,35 = 21 МПа.

Пусть соединение при работе нагревается на 100°С. Диаметр втулки увеличивается на 1000·18·10 –6 ·100·40 = 72 мкм. Диаметр отверстия (при коэффициенте линейного расширения алюминиевого сплава α₂ = 22·10 –6 ) увеличивается на 1000·22·10 –6 ·100·40 = 838 мкм. Следовательно, первоначальный натяг уменьшается на 88 – 72 = 16 мкм и становится равным 38,5 – 4,8 – 16 ≈ 18 мкм. Втулку необходимо застопорить от проворачивания.

• В сопряжении образуются только натяги. На рис. 1.11 приведена в сокращении схема расположения полей допусков посадок с натягом в системе отверстия для размеров до 500 мм.

• Они используются для передачи крутящих моментов и осевых сил без дополнительного крепления, а иногда для создания предварительно напряженного состояния у сопрягаемых деталей.

• Посадки предназначены для неподвижных и неразъемных соединений. Относительная неподвижность деталей обеспечивается силами трения, возникающими на контактирующих поверхностях вследствие их упругой деформации, создаваемой натягом при сборке соединения.

Преимущество посадок — отсутствие дополнительного крепления, что упрощает конфигурацию деталей и их сборку. Посадки обеспечивают высокую нагрузочную способность сопряжения, которая резко возрастает с увеличением диаметра сопряжения.

В то же время прочность и качество сопряжения зависят от материала сопрягаемых деталей, шероховатостей их поверхностей, формы, способа сборки (сборка под прессом или способ термических деформаций) и т. п.

Области применения некоторых рекомендуемых посадок с натягом

Посадка применяется для сопряжения тяжело нагруженных зубчатых колес, втулок, установочных колец с валами, для установки тонкостенных втулок и колец в корпуса.

Посадки применяются для сопряжения зубчатых и червячных колес с валами в условиях тяжелых ударных нагрузок с дополнительным креплением (для стандартных втулок подшипников скольжения предусмотрена посадка ).

Посадки наиболее распространенные из числа тяжелых посадок. Примеры применения: вагонные колеса на осях, бронзовые венцы червячных колес на стальных ступицах, пальцы эксцентриков и кривошипов с дисками.

Расчет посадок с натягом

У посадок с натягом неподвижность сопрягаемых деталей под действием нагрузок обеспечивается силами трения, возникающими при упругой деформации деталей, создаваемой натягом. Минимальный допускаемый натяг определяется исходя из возможных наибольших сил, действующих на сопряжение, а максимальный натяг рассчитывается из условий прочности деталей.

Разность между диаметром вала и внутренним диаметром втулки до сборки называется натягом . При запрессовке деталей происходит растяжение втулки на величину (рис. 1.12) и одновременно сжатие вала на величину , при этом:

где — давление на поверхности контакта сопрягаемых деталей, ;

— номинальный диаметр, м;

— модули упругости материала втулки и вала, ; — коэффициенты, определяемые по формулам:

где — диаметры (см. рис. 1.12), м;

— коэффициенты Пуассона (для стали , для чугуна ).

Подставив в выражение (1.7) зависимости (1.8), получим:

Наименьший натяг рассчитывается следующим образом:

Минимальное давление на поверхность контакта определяется из условия обеспечения неподвижности сопряжения при действии на него:

• максимальной осевой силы :

где — коэффициент трения при продольном смещении деталей: — длина сопряжения; максимального крутящего момента :

где — коэффициент трения при относительном вращении деталей;

• крутящего момента и осевой силы :

Максимальное давление определяется из условия прочности сопрягаемых деталей. В качестве берется меньшее из допустимых значений давлений — , которые рассчитываются по следующим формулам:

где — пределы текучести материала деталей при растяжении, .

Пример

Подобрать посадку с натягом для соединения при следующих данных:

Соединение нагружено осевой силой

Детали изготовлены из стали 40,

Решение

В процессе запрессовки неровности на поверхностях детали сминаются, и в соединении создается меньший натяг, поэтому следует расчетный увеличить на значение поправки:

Определение максимально допустимого натяга для данного сопряжения.

По ГОСТ 25347-82 выбираем посадку:

Эта лекция взята со страницы лекций по допускам и посадкам:

Возможно вам будут полезны эти страницы:

Образовательный сайт для студентов и школьников

Читайте также: