А.1.1 Розрахунок і вибір посадок з натягом

Розрахунок посадок з натягом виконується з метою забезпечення міцності з'єднання, тобто при відсутності зсувів деталей, що сполучаються, під дією зовнішніх навантажень і міцності деталей, що сполучаються.

Дано з'єднання (рис.4.3): D = d =0,05 м - діаметр з'єднання; D ₁=0,07 м – діаметр ступиці колеса; l= 0,1 м - довжина контакту поверхонь, що сполучаються; = 18 кH - повздовжня осьова сила, що прагне зрушити одну деталь відносно іншої; матеріал вала - СЧ28; шорсткість поверхні вала R_z =3,2 мкм; матеріал колеса - Сталь 35; шорсткість поверхні колеса R_z =6,3 мкм.

З першої умови визначаємо мінімальний припустимий натяг N_min, необхідний для сприйняття і передачі зовнішніх навантажень. З другої умови визначаємо максимальний припустимий натяг N_max, при якому відсутні пластичні деформації.

Необхідний мінімальний питомий тиск при дії подовжньої осьової сили, визначаємо по формулі:

,

де f= 0,1 - коефіцієнт тертя при сталому процесі розпресовки чи провертання (табл. 4.7).

Тодi .

За отриманим значенням визначаємо необхідну величину найменшого розрахункового натягу

,

де Е ₁=1∙10⁵ МПа - модуль пружності матеріалу охоплюваної деталі (вала), табл. 4.8; Е ₂=2∙10⁵ МПа - модуль пружності матеріалу деталі, що охоплює, (колеса), табл. 4.8; С ₁ і С ₂ - коефіцієнти, розраховані по формулах:

,

µ₁=0,25 - коефіцієнт Пуассона для охоплюваної деталі, табл. 4.8; µ₂⁼0,3 - коефіцієнт Пуассона для деталі, що охоплює, табл. 4.8.

Тоді .

.

Припустимий мінімальний натяг з урахуванням добавок

,

де U ₁ - добавка, що враховує зминання нерівностей контактних поверхонь деталей при запресовуванні:

.

Тоді

На підставі теорії найбільших дотичних напружень визначаємо максимально припустимий питомий тиск Р_тах, при якому відсутня пластична деформація на контактних поверхнях деталей. У якості Р_тах беремо найменше з двох значень Р ₁ і Р ₂:

;

де σ _{T 1}=280 МПа - границя текучості охоплюваної деталі, табл. 4.8;

σ _{T 2}=314 МПа - границя текучості деталі, що охоплює, табл. 4.8.
Тоді ;

.

P ₁ >P ₂ = [Р_max].

Найбільший розрахунковий натяг:

.

Максимально припустимий натяг з урахуванням добавок

,

.

.

Отже маємо з'єднання:

.

Схема розташування полів допусків показана на рисунку А.2. Зусилля запресовування Rn у з'єднанні: , де fn = f =0,7 - коефіцієнт тертя при запресовуванні. Тоді . Питомий тиск при максимальному натягу в посадцi

.