Неразъемные соединения. Соединения с натягом

Натягом N называют положительную разность диаметров вала d отверстия: N = B - A. После сборки вследствие упругих и пластических деформаций диаметр d посадочных поверхностей становится общим. При этом на поверхности посадки возникают удельное давление р

Сборку соединения выполняют одним из трех способов: прессованием, нагревом втулки, охлаждением вала.

Прессование — распространенный и несложный способ сборки. Однако этому способу свойственны недостатки: смятие и частичное срезание (шабровка) шероховатостей посадочных поверхностей, возможность неравномерных деформаций деталей и повреждения их торцов. Шабровка и смятие шероховатостей приводят к ослаблению прочности соединения до полутора раз по сравнению со сборкой нагревом или охлаждением. Для облегчения сборки и уменьшения шабровки концу вала и краю отверстия рекомендуют придавать коническую форму.

Шабровка поверхностей контакта устраняется полностью при сборке по методу нагревания втулки (до 200…400°С) или охлаждения вала (твердая углекислота -79°С, жидкий воздух -196°С). Недостатком метода нагревания является возможность изменения структуры металла появление окалины и коробления. Метод охлаждения свободен от этих недостатков.

Расчёт посадок, несущей способности и прочности соединения.

При расчете посадок с натягом необходимо рассматривать как условие прочности (неподвижности) соединения, так и условия прочности его деталей.

Условие прочности соединения при нагружении осевой силой:

где р ‑ давление на поверхность контакта;

K = 1,5…2 ‑ — коэффициент запаса;

f – коэффициент трения в соединении.

Условие прочности соединения при нагружении крутящим моментом

При совместном действии крутящего момента T и осевой силы :

где ‑ окружная сила.

В случаях сборки запрессовкой приведенные выше величины коэффициентов трения уменьшают в 1,8…2 раза. При сборке охлаждением ‑ увеличивают на 10%.

Условие прочности соединения при нагружении изгибающим моментом

По теории расчета толстостенных цилиндров, удельное давление на поверхности контакта связано с натягом зависимостью

где N ‑ расчетный натяг;

С ₁и С ₂ ‑ коэффициенты:

;

и , и ‑ модули упругости и коэффициенты Пуассона материалов вала и втулки:

При расчете прочности соединения расчетный натяг N определяют по минимальному табличному () или вероятностному () натягу с учетом поправки , т.е.

Величина и зависит от шероховатости посадочных поверхностей соединяемых деталей, способа сборки соединения и условий его эксплуатации.

В общем случае:

Здесь ‑ поправка на смятие микронеровностей в собранном соединении

‑ поправка на температурную деформацию деталей.

‑ поправка, учитывающая уменьшение натяга в быстровращающихся деталях.

Дата добавления: 2015-07-15