Посадки с натягом особенности и расчёт

Оглавление:

Посадки с натягом

Особенности посадок

• 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.

• Посадки применяются только в точных квалитетах — с 4-го по 8-й.

• 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

Посадки Посадки с натягом — «легкопрессовые». Имеют минимальный гарантированный натяг. Обладают высокой степенью центрирования. Применяются, как правило, с дополнительным креплением.

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

Посадки Посадки с натягом — «прессовые средние». Имеют умеренный гарантированный натяг в пределах . Применяются как с дополнительным креплением, так и без него. При сопряжении возникают, как правило, упругие деформации.

Посадки Посадки с натягом 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 с натягом ).

Посадки Посадки с натягом — «прессовые тяжелые». Имеют большой гарантированный натяг в пределах . Предназначены для соединений, на которые воздействуют большие, в том числе и динамические нагрузки. Применяются, как правило, без дополнительного крепления соединяемых деталей. В сопряжении возникают упругопластические деформации. Детали должны быть проверены на прочность.

Посадки Посадки с натягом 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 Посадки с натягом . При запрессовке деталей происходит растяжение втулки на величину (рис. 1.12) и одновременно сжатие вала на величину , при этом:

Известны зависимости:

где Посадки с натягом — давление на поверхности контакта сопрягаемых деталей, ;

Посадки с натягом — номинальный диаметр, м;

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

где Посадки с натягом — диаметры (см. рис. 1.12), м;

Посадки с натягом — 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 Посадки с натягом определяется из условия обеспечения неподвижности сопряжения при действии на него:

• максимальной осевой силы Посадки с натягом :

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

где Посадки с натягом — коэффициент трения при относительном вращении деталей;

• крутящего момента Посадки с натягом и осевой силы :

Наибольший натяг:

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

для втулки

для вала

где Посадки с натягом — 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

Определение коэффициентов

Расчет наименьшего натяга.

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