Расчет и выбор посадки с натягом

 

Посадки с натягом (прессовые посадки) предназначены для образования неподвижных соединений. При запрессовке труб или колец (наиболее общий случай) величина натяга складывается из деформации сжатия внутренней трубы и деформации растяжения наружной трубы, т.е. N = NA + NВ.

Упругие силы, вызываемые натягом, создают по поверхности соединения деталей напряжения, препятствующие их взаимному смещению.

Предельные значения натягов выбранной прессовой посадки должны удовлетворять следующим условиям:

Рис. 1.1

 

При наименьшем натяге должна обеспечиваться прочность соединения, т.е. не должно быть относительного поворота деталей от действия внешнего крутящего момента или осевого усилия, или их совместного действия. Это условие выполнятся, если

                   ,              (1.1)

где  - наибольший прикладываемый к одной детали момент кручения;  - момент трения, зависящий от натяга, размеров соединяемых деталей, шероховатости поверхностей и других факторов.

При наибольшем натяге должна обеспечиваться прочность соединяемых деталей, т.е. наибольшее напряжение, возникающее в материалах деталей, не должно превышать допустимого значения.

Величину наименьшего натяга при условии, что сопрягаемые поверхности идеально гладкие, рассчитывают по формуле

    ,            (1.2)

где - удельное эксплуатационное давление по поверхности контакта, Па; – номинальный диаметр соединения, мм; Ев, Еа – модули упругости материалов соединяемых деталей, для стали Па; для чугуна  Па; для бронзы и латуни Па.

; , (1.3)

где – геометрические параметры; – диаметры соединяемых деталей, мм; (рис. 1.1);  - коэффициенты Пуассона для материалов охватывающей и охватываемой деталей (табл.1.2).

Величина удельного контактного эксплуатационного давления определяется:

При осевом сдвигающем усилии

                   .                     (1.4)

При крутящем моменте

                  .                        (1.5)

При их совместном воздействии

                                     (1.6)

где  – осевое усилие,  – крутящий момент, ; d и l  - номинальный диаметр и длина соединения, ;  п = 1,5  2 - коэффициент запаса прочности соединения на возможные перегрузки и воздействие вибраций; f  - коэффициент трения (сцепления).

В расчетах используют следующие приближенные значения коэффициента трения.

Прежде чем приступить к выбору посадки, следует проверить обеспечение прочности соединяемых деталей. Для этого определяют предельное допустимое удельное контактное давление на основе теории наибольших касательных напряжений.

;

                 ,   (1.7)

где  и  - условный предел текучести или предел прочности сопрягаемых отверстий и вала (табл.6);  - коэффициент, зависящий от отношения  и выбираемый по графику (рис.1.2).

                                                             

Таблица 1.1.