Деталі машин з’єднання деталей посадкою з натягом

З'ЄДНАННЯ ДЕТАЛЕЙ ПОСАДКОЮ з натягом (пресові з'єднання)

З'єднання деталей з натягом - це напружені з'єднання, в яких натяг створюється необхідної різницею посадочних розмірів вала і втулки. Для закріплення деталей використовують сили пружності попередньо деформованих деталей. Зазвичай з'єднання деталей здійснюється по циліндричним або (рідше) конічним поверхням, при цьому одна деталь охоплює іншу (рисунок 7.1), спеціальні сполучні деталі відсутні.

Взаємна нерухомість деталей, що з'єднуються забезпечується силами тертя, що виникають на поверхні контакту деталей.

До основних переваг циліндричних з'єднань з гарантованим натягом відносяться: простота конструкції, гарне центрування деталей, що з'єднуються, можливість передачі великих навантажень як статичних, так і динамічних. Зазвичай з'єднання з гарантованим натягом відносять до нерознімним з'єднанням, однак циліндричні з'єднання допускають розбирання (розпресування) і збірку (запрессовку) деталей.

До основних недоліків циліндричних з'єднань з гарантованим натягом відносяться: складність збирання та розбирання з'єднань, можливість зменшення величини розрахункового натягу деталей, що з'єднуються і пошкодження їх посадочних поверхонь при складанні (запрессовке), вимога зниженою шорсткості посадочних поверхонь і високі вимоги до точності їх виготовлення.

Перед запрессовкой Після запресовування

Малюнок 7.1 - Пресове з'єднання

Надійність з'єднання з гарантованим натягом в основному залежить від величини натягу, який підбирають відповідно до обраної посадкою, встановленої стандартною системою допусків і посадок.

Циліндричні з'єднання з гарантованим натягом розрізняють за способом збирання: сполуки, що збираються запрессовкой, і з'єднання, що збираються з нагріванням охоплює або охолодженням охоплюється деталі. Надійність з'єднання деталей, що збираються з нагріванням або охолодженням, в 1,5 - 2,5 рази вище, ніж у деталей, що збираються запрессовкой, так як при запресовуванні нерівності на контактних поверхнях деталей частково зрізаються і згладжуються, що призводить до ослаблення міцності з'єднання.

Величина натягу і відповідно вид посадки з'єднання визначаються в залежності від необхідного тиску на посадочної поверхні деталей, що з'єднуються. Це тиск р повинно бути таким, щоб сили тертя, що виникають на посадочної поверхні з'єднання, забезпечили нерухомість деталей, що з'єднуються після прикладення зовнішніх зусиль.

Взаємна нерухомість деталей циліндричного з'єднання забезпечується дотриманням наступних умов.

При навантаженні з'єднання осьовою силою F (рисунок 7.2, а) має дотримуватися умова

Малюнок 7.2 - Розрахункові схеми з'єднань з натягом

звідки необхідний тиск на поверхні контакту

при навантаженні з'єднання крутним моментом Т (рисунок 7.2 б) необхідно дотримуватися умова

при навантаженні з'єднання одночасно осьовою силою F і обертовим моментом Т (рис. 7.2, в) має дотримуватися умова

де f- коефіцієнт зчеплення; d і - діаметр і довжина посадкової поверхні.

Так як в швидкообертаючих з'єднаннях тиск на посадочної поверхні деталей може бути ослаблене відцентровими силами, що діють на деталі, то для oбеспеченія надійності цих з'єднань тиск на контактної поверхні збільшують з урахуванням діючих відцентрових сил.

При розрахунках з'єднань сталевих і чавунних деталей коефіцієнт зчеплення приймають: при складанні з запрессовкой f = 0,08 і при складанні з нагріванням, що охоплює деталі, f = 0,14. Якщо одна з деталей, що з'єднуються сталева або чавунна, а інша - латунна або бронзова, то рекомендується приймати f = 0,05.

Розрахунковий натяг циліндричного з'єднання N (рис. 7.3) пов'язаний з посадковим тиском р наступною залежністю, яка витікає з формули Ляме, висновок якої наведено в курсі опору матеріалів:

Тут d - посадковий діаметр; d1- діаметр отвору охоплюється деталі (для вала суцільного перерізу d1 = 0); d2- зовнішній діаметр деталі, що охоплює; Е1 і Е1 - модулі пружності матеріалів охоплюється і охоплює деталей; і - коеф іціенти Пуассона матеріалів охоплюється і охоплює деталей (для стали ≈ 0,3, для чавуну. ≈ 0,25, для бронзи ≈ 0,35).

При складанні з'єднання нерівності контактних поверхонь деталей зрізаються і згладжуються (рисунок 7.3, б); для компенсації цього дійсний натяг з'єднання Na повинен бути більше розрахункового натягу N, що обчислюється за формулою (7.4). Залежність між Nd і Np визначається формулою

де Rzl і Rz2 - висоти нерівностей профілів по десяти точках поверхонь, що сполучаються, що приймаються згідно з 2789-73.

За величиною N д підбирають відповідну стандартну посадку, у якій для надійності з'єднання найменший натяг Nmin має дорівнювати N д або дуже близький до нього.

Мал. 7.3. розрахункова схема