Детали машин и основы конструирования

Детали машин и основы конструирования
Классификация деталей и узлов машин
Виды нагрузок, действующие на детали машин
Требования к жесткости деталей машин
Теплостойкость
Классификация соединений и критерии
их работоспособности
Соединения внахлестку
Соединение деталей с гарантированным натягом
Материалы резьбовых соединений
Резьбовые соединения
Расчет винтовых соединений
Расчет винтов, подверженных
переменной нагрузке
Соединение штифтами
Фрикционные передачи
Передачи с цилиндрическими и
коническими катками
Классификация вариаторов
Торовый вариатор
Основы расчета прочности фрикционных пар
Ременные передачи
Клиновые ремни
Силы и напряжениия в ремнях
Передача без натяжного ролика
Кинематика ременных передач и
критерии расчета
Расчет ременных передач
Зубчатые передачи
Виды разрушения зубьев
Расчет зубьев прямозубых цилиндрических
колес на изгиб
Передачи коническими зубчатыми колесами
Расчет конических колес
Червячные передачи
Конструкция червячных редукторов
Причины выхода из строя червячных передач
Глобоидные передачи
Основные параметры цепных передач
Передачи винт – гайка
Ориентировочный и приближенный расчет валов
Уточненный расчет валов
Расчет валов на жесткость
Основные типы подшипников качения,
их характеристика
Трение и смазка в подшипниках скольжения
Виды несоосности валов
Расчет муфты
Конструкция и расчет упругих муфт
Управляемые или сцепные муфты
Конические муфты. Расчет
Цилиндрические шинно-пневматические муфты
Автоматические самоуправляемые муфты
Пружины
 

Соединение деталей с гарантированным натягом. Общие сведения, применение. Усилия запрессовки и распрессовки.

Соединение двух деталей по круговой цилиндрической поверхности можно осуществить непосредственно без применения болтов, шпонок и т. д. Для этого достаточно при изготовлении деталей обес­печить натяг посадки, а при сборке запрессовать одну деталь в другую.­

Натягом N называют положительную разность диаметров вала.

После сборки вследствие упругих и пластических деформаций диаметр d посадочных поверхностей становится общим. При этом на поверхности посадки возникают удельное дав­ление р и соответствующие ему силы трения. Силы трения обеспечи­вают неподвижность соединения и позволяют воспринимать как крутящие, так и осевые нагрузки.

Нагрузочная способность прессового соединения прежде всего за­висит от натяга, значение которого устанавливают в соответствии с нагрузкой. Практически расчетный натяг очень невелик, он изме­ряется микрометрами и не может быть выполнен точно. Неизбежные погрешности производства приводят к рассеиванию натяга, а следо­вательно, и к рассеиванию нагрузочной способности соединения.

Сборку любого прессового 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.

Шабровка поверхностей контакта устраняется полностью при сборке по методу нагревания втулки (до 200...4000С) или охлаждения вала (твердая углекислота — 790С, жидкий воздух — 19б0С). Недо­статком метода нагревания является возможность изменения струк­туры металла, появление окалины и коробления. Метод охлаждения свободен от этих недостатков.

Из рассмотренного следует, что прессовое соединение относится к группе неразъемных и предварительно напряженных.

Однако в зависимости от натяга и технологии сборки могут быть получены соединения, сохраняющие свою работоспособность при повторных сборках.

 Оснозное положительное свойство прессового соединения — его про­стота и технологичность. Это обеспечивает сравнительно низкую стоимость соединения и возможность его применения в массовом производстве. Хорошая центровка деталей и распределение нагрузки по всей посадочной поверхности позволяют использовать прессовое соединение для скрепления деталей современных высокоскоростных машин.

С помощью прессовых посадок с валом соединяют зубчатые колеса, маховики, подшипники качения, роторы электро­двигателей, диски турбин и т. п. Прессовые посадки используют при изготовлении составных коленчатых валов, червячных колес. На практике часто применяют комбинацию прессовою соединения со шпоночным.

Сила запрессовки увеличивается пропорционально взаимному перемещению деталей в связи с ростом площади контакта.

Расчет прочности и деформации деталей в соединениях с гарантированным натягом.

Расчет прочности и деформации деталей в соединениях с гарантированным натягом вы­полняют по формулам для толсто­стенных цилиндров. Давление р при рас­чете прочности деталей определяют по максимально­му натягу:

, N – расчетный натяг, u – поправка на срезание и сглаживание шероховатостей.

 Приведенная зависимость спра­ведлива только в пределах упругих деформаций. Условие, при котором в деталях не будет пластических деформаций (по теории наибольших касательных напряжений)  

где σ1 – максимальное, а σ 3 – минимальное нормальные напряже­ния, считая растяжение положительным; σ Т – предел текучести материала.

Нетрудно установить, что наибольшие эквивалентные напряже­ния σЭК имеют место в точках внутренних поверхностей втулки и вала. При этом для втулки σ1 = σt2; σ3 = – σr = – р и условия отсут­ствия пластических деформаций.

, где σТ2 – предел текучести материала втулки.

Появление пластических деформаций не является во всех случаях
недопустимым. Опыт применения прессовых посадок свидетельст­вует о том, что надежные соединения могут быть получены и при
наличии некоторой кольцевой пластической зоны вблизи внутренней
поверхности втулки. Давление на поверхности контакта при наличии
пластических деформаций можно определять по приближенным формулам:

при N ≤ 1,5 NТ р = р (2NТ – N)/NТ,

при N > 1,5 NТ р = 0,5 рТ,

где NТ и рТ – расчетный натяг и давление, соответствующие пределу текучести.

Детали машин и основы конструирования