Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Цилиндрические соединения с натягом
Эти соединения применяют для установки на валы зубчатых колес, колец подшипников качения и других деталей, Соединения с натягом также применяют для изготовления сложных составных деталей (коленчатые валы, составные зубчатые и червячные колеса и др.), Соединяемые детали могут быть изготовлены из одинаковых или разных материалов. Различают следующие способы получения соединения с натягом: Запрессовка — простейший способ, при наличии необходимого оборудования обеспечивающий возможность контроля за нагрузкой отдельного соединения путем измерения силы запрессовки. Однако при запрессовке существует опасность повреждения посадочных поверхностей, кроме того, снижается коэффициент трения (сцепления) из-за сглаживания микронеровностей на поверхности контакта. Нагрев охватывающей детали — технологически отработанный способ, обеспечивающий высокий коэффициент трения (сцепления) и, как следствие, повышение нагрузочной способности соединения в 1,5 раза по сравнению с запрессовкой, так как отсутствует сглаживание микронеровностей на поверхности контакта. Однако контроль нагрузочной способности такого соединения затруднен. Охлаждение охватываемой детали применяют для установки с натягом небольших деталей в крупные детали (корпуса машин, станины); по свойствам этот способ аналогичен нагреву охватывающей детали. Расчет соединения включает определение необходимого натяга для обеспечения прочности сцепления и проверку прочности соединяемых деталей. Необходимая величина натяга определяется потребным давлением на посадочной поверхности. Давление р должно быть таким, чтобы силы трения оказались больше внешних сдвигающих сил. При нагружении соединения осевой силой Fa условие прочности откуда (19.1) где f — коэффициент трения; d и l — соответственно диаметр и длина посадочной поверхности; S — коэффициент запаса сцепления. При нагружении соединения вращающим моментом Т условие прочности откуда (19.2) При одновременном нагружении вращающим моментом Т и сдвигающей силой Fa (рис.19.2,в) расчет ведут по равнодействующей окружной и осевой силе R: откуда (19.3) Эти формулы применимы для соединений при , так как в этом случае можно говорить о приблизительно равномерном распределении давления р вдоль образующей. В действительности давление р распределено по поверхности контакта неравномерно и это сказывается на усталостной прочности вала.
Для обычных условий нагружения соединения коэффициент трения f выбирают по табл. 19.1 (при вибрационной нагрузке коэффициент трения f уменьшают на 30%). Следует подчеркнуть, что коэффициент трения зависит от материалов соединяемых деталей и от способа получения соединения. При тепловой сборке гребешки микронеровностей посадочных поверхностей не срезаются и коэффициент трения больше. Еще больше повышается коэффициент трения (до 0,45...0,7) при осаждении в процессе химического никелирования на поверхности вала тонкого слоя из твердых частиц карбида бора или карбида кремния. В быстровращающихся деталях давление на посадочной поверхности может быть ослаблено центробежными силами. Поэтому для этих деталей расчетное посадочное давление увеличивают на величину напряжений растяжения от центробежных сил на том же радиусе в целой детали. Натяг цилиндрического соединения N (рис. 19.3), равный деформации деталей соединения, связан с контактным давлением р зависимостью Ламе; (19.4) где: N – расчетный натяг, мкм; d — посадочный диаметр, мм; и коэффициенты соответственно охватываемой (вала) и охватывающей (ступицы) деталей (19.5) где — диаметр отверстия охватываемой детали (вала), мм; d2 — наружный диаметр охватывающей детали (ступицы), мм; и — модули упругости материала соответственно охватываемой и охватывающей деталей, МПа; и — коэффициенты Пуассона материалов соответственно охватываемой и охватывающей деталей. Подставив в формулу Ламе (19.4) давление p, найденное по формулам (19.1) – (19.3), можно получить минимально допустимый расчетный натяг , необходимый для передачи внешней нагрузки. При сборке соединения запрессовкой микронеровности посадочных поверхностей частично срезаются и сглаживаются, происходит ослабление расчетного натяга. Для компенсации этого в расчет вводят поправку U на сглаживание микронеровностей при сборке: мкм, (19.6)
где и — средние арифметические отклонения профилей; и — высота микронеровностей [5,6]. Тогда величина расчетного натяга будет равна (19.7) После сборки соединения на посадочной поверхности деталей возникает нормальное к поверхности контакта давление, которое равномерно распределено по поверхности сопряжения и является внешней нагрузкой. Приближенно детали соединения (валы и ступицы) относят к толстостенным трубам, нагруженным внешним и внутренним давлением. Торцы труб свободны от нагрузок, поэтому поперечные сечения остаются плоскими. При таких допущениях напряжения в деталях соединений с натягом можно определять по формулам Ламе. Эпюры распределения в поперечном сечении деталей соединения нормальных окружных напряжений , и нормальных радиальных напряжений согласно решению Ламе имеют вид, показанный на рис. 19.4. Наибольшие напряжения действуют на поверхности сопряжения деталей, а наибольшие напряжения , действуют на внутренней поверхности охватывающей детали (ступицы): (19.8) Если детали изготовлены из одинаковых материалов, обычно более слабым элементом оказывается охватывающая деталь. Ее рассчитывают на прочность. Для стандартной посадки, подобранной по нагрузочной способности соединения, находят . Вводя поправку U, находят максимальный расчетный натяг[5] . (19.9) Используя формулу Ламе (19.4), определяют соответствующее максимальное давление на поверхности контакта при максимальном натяге, далее максимальные нормальные окружные и нормальные радиальные напряжения по формулам (19.8). Сила , необходимая при сборке запрессовкой, определяется по зависимости (19.10) где ртах — давление, соответствующее возможному максимальному натягу Nст max выбранной посадки; faр — коэффициент трения при прессовании, т. е. при сборке запрессовкой. Среднее значение принимают для сочетаний материалов: сталь — сталь fnр = 0,22, сталь — чугун = 0,14, сталь — бронза или латунь = 0,1. Температура нагрева, °С, охватывающей детали при тепловой сборке (19.11) температура охлаждения, °С, охватываемой детали при сборке охлаждением (19.12) где — минимально необходимый зазор, обеспечивающий свободную сборку, мкм; и , 1/°С — коэффициенты линейного расширения охватываемой и охватывающей детали (в среднем для стали = 12 , 1/°С, для чугуна = 10,5 , 1/°С, для бронз = 17 ,1/°С, для алюминиевых сплавов = 23 ,1/°С). Температура нагрева для закаленных деталей не должна быть выше температуры отпуска, при которой твердость и прочность детали снижается. Для сталей допускаемая температура нагрева , для бронз - . Охватываемую деталь охлаждают сухим льдом (углекислотой), у которой температура испарения -79 °С или жидким азотом с температурой испарения -196 °С. Охлаждение валов применяют ограниченно из-за возможности коррозии, так как холодный вал сразу покрывается инеем [6].
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-19; просмотров: 368; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.47.155 (0.008 с.) |