Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Выбор посадки для группы соединений с натягом



Цель работы: изучить конструкции соединений деталей посадкой с натягом, для группы соединений с одинаковыми размерами определить экспериментальные значения силы запрессовки валика во втулку на определённую глубину и подобрать общую стандартную посадку.

Оборудование и инструмент:стенд ДМ 37, сконструированный на базе червячно-винтового пресса (рис. 5.1); набор лабораторных образцов стальных валиков и втулок одинаковых размеров; штангенциркуль; набор эталонов для определения шероховатости поверхностей.

 

Рис. 5.1. Конструктивная схема лабораторного стенда

для исследования соединения с натягом

 

1 – верхний штурвал управления винтовой передачей; 2 – динамометрическое кольцо

для измерения силы запрессовки; 3 – часовой индикатор; 4 – вертикально передвижной

стол; 5 – нижний штурвал управления червячно-винтовым механизмом подачи стола;

6 –соединение с натягом валика и втулки.

Теоретические основы работы

Соединения деталей посадкой с натягом относятся к неразъёмным соединениям и предназначены, в основном, для передачи вращающего момента с вала на ступицу сидящей на нём детали (например, зубчатого колеса, полумуфты и т.п.) и наоборот, а также – для восприятия осевой или изгибной нагрузки.

Натяг – это положительная разность диаметров вала и отверстия в ступице (втулке). После сборки соединения вследствие упругих и пластических деформаций его деталей диаметр посадочных поверхностей вала и ступицы становится общим. При этом на поверхности посадки возникает удельное давление и соответствующие ему силы трения при попытке относительного сдвига деталей, которые обеспечивают прочность соединения, т.е. неподвижность валика и ступицы (втулки) друг относительно друга, и возможность воспринимать вращающие, осевые и изгибные нагрузки (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Соединение деталей посадкой с натягом

Сборку соединений деталей посадкой с натягом выполняют одним из трёх способов: прессованием (механическая сборка с использованием осевой нагрузки), нагрев втулки до 200…400оС, охлаждение вала до -79…-196оС (может быть использована и комбинация двух последних способов). При любом способе сборки и разборки соединения происходит смятие, а при первом способе и срез, микро- и макронеровностей контактирующих поверхностей вала и втулки, т.е. их частичное разрушение. Это позволяет отнести соединения деталей посадкой с натягом к группе неразъёмных соединений.



Расчёт исследуемых соединений при заданных размерах и материалах деталей и известной нагрузке сводится к определению посадки, обеспечивающей прочность соединения, и выполняется по следующему алгоритму:

1. Требуемое нормальное давление на цилиндрической поверхности контакта валика и втулки определяют из условия относительной неподвижности деталей соединения при действии нагрузки, например осевой силы (рис. 5.2),

или , (5.1)

где - суммарная сила трения в контакте, Н; - посадочный диаметр, мм; - глубина запрессовки валика во втулку, мм; - коэффициент трения на контактной поверхности стальных деталей соединения при сборке прессованием; - коэффициент запаса [1].

Решив (1), получают

, МПа (5.2)

2. Расчётный натяг в соединении вычисляют [1] как

, мкм (5.3)

где ; ; (5.4)

и , и - модули упругости первого рода и коэффициенты Пуассона материалов вала и втулки (для стали МПа и [1]); - диаметр отверстия в полом вале, мм; - внешний диаметр втулки, мм.



3. Учитывая поправку [1] на срез и смятие микронеровностей при запрессовке, рассчитывают требуемый действительный натяг в соединении.

, мкм (5.5)

где и - параметры шероховатости посадочных поверхностей вала и втулки, мкм (при сборке соединения тепловым способом ).

4. Используя справочные данные [2], выборка из которых приведена в табл. 5.1, и рис. 5.3, подбирают требуемую посадку в соединении из условий

и , (5.6)

где и - верхние и нижние предельные отклонения полей допусков валика и втулки, мкм; и - максимальный и минимальный табличные натяги стандартной посадки.

Рис. 5.3. Схема полей допусков валика и втулки для выбора посадки

Таблица 5.1

Предельные отклонения (ПО) полей допусков в посадках с натягом

Номинальный размер , мм ПО, мкм Основные отверстия
H7 (ES=+21) H8 (ES=+33)
валы в системе отверстия
p6 r6 s6 s7 u7 u8 x8 z8
  св. 24 до 30 es +35 +41 +48 +56 +69 +81 +97 +121
ei +22 +28 +35 +35 +48 +48 +64 +88

5. Проверяют условия прочности деталей соединения при выбранной посадке

, (5.7)

где - максимально возможное давление на контактной поверхности, рассчитываемое по (5.2…5.5) в обратном порядке при ; - предел текучести материала (стали 45) валиков и втулок.

2. Порядок выполнения работы и оформление её результатов

1. Изучают теоретические основы работы.

2. Получают не менее трёх комплектов одинаковых по номинальным размерам валиков и втулок, образующих при запрессовке соединения с натягом.

3. Используя штангенциркуль, линейку и наборы эталонов шероховатости поверхностей, путем опытных замеров определяют геометрические характеристики исследуемых деталей (рис. 5.2) и заносят полученные результаты в табл. 5.2.



Таблица 5.2

Геометрические параметры исследуемого соединения

 
           

4. На лабораторном стенде ДМ 27М (рис. 5.1), осуществляют запрессовку валиков во втулки на заданную глубину . В ходе опытов глубину запрессовки определяют по вертикальной измерительной шкале стенда, а величину силы запрессовки валика во втулку – по показаниям часового индикатора 3 (рис. 5.1) в делениях этого прибора. Эксперимент проводят для всех комплектов валиков и втулок с одинаковыми геометрическими параметрами (табл. 5.2). Реальные значения сил запрессовки в Ньютонах рассчитыают как

, (5.7)

где 311,1 Н/дел - коэффициент пропорциональности. Полученные результаты записывают в табл. 5.3.

Таблица 5.3

Результаты эксперимента

Номер соединения
Показания индикатора , дел.      
Значение силы , Н      

5. Используя зависимости 5.2…5.5 и данные табл. 5.4, рассчитывают действительные натяги для каждого из полученных соединений, приняв в (5.2) коэффициент запаса . Результаты расчёта сводят в табл. 5.4.

Таблица 5.4

Результаты расчётов

Номер соединения            
           
     
     

6. Определяют общую для исследуемой группы соединений стандартную посадку с натягом в соответствии с условиями (5.6), принимающими в данном случае вид

и , (5.8)

где и - максимальное и минимальное значения действительных натягов, полученных для исследуемой группы соединений (табл. 5.4).

7. По условию (5.7) проверяют прочность деталей соединения при выбранной посадке.

Выводы

В выводах указывают основные результаты работы, сопоставляют полученные результаты с данными учебной литературы [1, 2], дают оценку работоспособности исследованных соединений и корректности проведённых исследований.

Контрольные вопросы

1. К какому типу соединений деталей машин относятся соединения деталей посадкой с натягом?

2. Что такое посадка деталей?

3. Что такое натяг?

4. В чём заключается основное назначение соединений деталей посадкой с натягом?

5. Какие способы используются для получения соединений с натягом?

6. Каковы критерии работоспособности соединений с натягом?

7. За счёт чего обеспечивается взаимная неподвижность детлей при эксплуатации соединений с натягом?

8. От каких факторов зависит величина нормального давления на контактной поверхности соединения с натягом?

9. Чем действительный натяг в соединнии отличается от расчётного натяга?

10.Как проверить прочность деталей соединения при заданной посадке с натягом?

 

 


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6


Просмотров 938

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!