Посадка с натягом онлайн
Обновлено: 05.10.2024
Одна из задач, стоящая перед инженером-конструктором, это определить величину посадки. Важно правильно выбрать допуски сопрягаемых размеров соединения, поскольку от этого зависит, с одной стороны, качество и долговечность работы соединения, а с другой стороны стоимость и производительность изготовления деталей.
Расчет посадки с натягом выполняется с целью обеспечения прочности соединения, т.е. отсутствия смещения сопрягаемых деталей под действием внешних нагрузок, а также обеспечения прочности этих деталей в процессе сборки соединения.
Соединение с натягом - это технологическая операция получения условно разъёмного соединения двух деталей при посадке с натягом.
Формула расчета соединения с натягом:
F = f * A * p, где
F - сила трения натяга, Н
f - коэффициент трения
A - площадь соединения, м2
p - давление передачи, Н/м2
Быстро выполнить эту математическую операцию можно с помощью нашей онлайн программы. Для этого необходимо в соответствующее поле ввести исходное значение и нажать кнопку.
Самый простой онлайн калькулятор расчета соединения с натягом в зависимости от коэффициента трения, площади поверхности и давления, а также формула для расчета соединения с натягом. С помощью этой программы вы в один клик сможете рассчитать натяг.
• 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
© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института
Соединение двух деталей методом посадки с натягом должно быть идеальным. Принцип Златовласки из сказки про трех медведей гласит "Не много и не мало, ровно столько, сколько надо". Этот принцип вполне применим и в механике: если посадка слишком свободная, детали не будут держаться; если слишком тугая, то их не получится соединить. Для обеспечения оптимальной работы конструкции, состоящей из соединенных между собой деталей, необходимо рассчитать параметры посадки с натягом. Для этого можно создать приложение, которое позволит точно рассчитать давление в зоне контакта и перемещение поверхностей двух соединенных деталей.
Определение идеальной посадки с натягом
При посадке с натягом, также известной как прессовая посадка, две детали соединяются с минимальным расстоянием между ними. Изначально внутренняя деталь имеет немного больший диаметр, чем внешняя. Внешняя деталь нагревается до тех пор, пока не увеличится в размере так, чтобы в ней поместилась внутренняя. После вставки внутренней детали внешняя по мере охлаждения сжимается, и таким образом устанавливается соединение. При неоптимальной посадке деталей соединение между ними может ослабнуть, потерять форму из-за остаточной пластической деформации или оказаться вовсе невозможным. При правильной посадке с натягом детали фактически сливаются воедино и остаются соединенными даже под воздействием высокого крутящего момента.
Неожиданный поворот в сказке про трех медведей: вместо тарелки с кашей идеальной температуры Златовласка находит параметры посадки с натягом, которая не слишком туга, но и не слишком свободна.
Оптимальная посадка с натягом уменьшает нежелательные явления в конструкции. Например, в конструкции шарикового подшипника посадка с натягом предотвращает проскальзывание подшипника на валу. Проскальзывание имеет место, если посадка с натягом слишком свободна; если же она слишком туга, то рабочая температура подшипника повышается и он изнашивается быстрее.
Для достижения наилучших характеристик конструкции посадку с натягом необходимо оптимизировать, исходя из назначения конструкции. Создав приложение для моделирования, можно эффективно оценить параметры, влияющие на посадку с натягом между двумя деталями.
Расчет посадки с натягом с помощью приложения для моделирования
С помощью Калькулятора посадки с натягом можно вычислить и визуализировать оптимальную посадку с натягом для двух труб. В приложении предусмотрен раздел Исходные данные, в котором пользователь может ввести различные геометрические параметры и быстро и легко выполнить проверку конструкции.
В этом примере используются следующие исходные данные:
- Наружный диаметр внешней трубы, внутренний диаметр внутренней трубы и общий диаметр
- Радиальная посадка с натягом
- Длина контакта
- Коэффициент трения
Благодаря интуитивно понятному интерфейсу приложения можно легко рассчитать параметры посадки с натягом и визуализировать полученные результаты. Для запуска и просмотра результатов различных вариантов анализа пользователь может использовать конпки Вычислить, Вернуть значения по умолчанию, Создать отчет и Открыть документацию.
С помощью нескольких вкладок Результаты в приложении можно визуализировать влияние малейших изменений параметров на посадку с натягом для данной модели. В результатах для различных входных параметров отображается максимальный передаваемый крутящий момент и осевая сила, а также эффективное напряжение, давление контакта и деформация трубы.
Калькулятор посадки с натягом — это один из примеров приложений, которые можно создать с помощью Среды разработки приложений, встроенной в программный пакет COMSOL Multiphysics®. Разработчик приложения имеет возможность включить в него различные исходные данные и результаты в соответствии со своими потребностями.
Калькулятор посадки с натягом в действии.
С помощью приложения для моделирования можно проверить различные параметры и оптимизировать посадку с натягом для конкретной конструкции.
Читайте также: