Соединение посадкой на конус

Такие соединения применяют для закрепления деталей на концах валов (рис. 74). Давление на конической поверхности образуется в результате затяжки гайки. В остальном соединение подобно соединению посадкой с натягом. В отличие от последнего легко монтируется и демонтируется без применения специального оборудования (например, прессов). Это удобно для соединений узлов, монтаж и демонтаж которых производят не только при сборке изделия на заводе, но и в процессе эксплуатации.

Задачей расчета является определение момента Т, который может передавать соединение при заданных размерах и силе F_MT затяжки гайки. Учитывая малое значение α<3°, приближенно полагаем, что равнодействующие нормальных давлений F_n и сил трения располагаются по окружности среднего диаметра соединения d_m; из равновесия ступицы получим

Обычно принимают стандартную конусность 1:10. При этом α =2°51'40"; коэффициент трения f ≈ 0,11...0,13; коэффициент запаса K ≈ 1,2... 1,5. За расчетный момент Τпринимают максимальный; F_зат определяют по формуле (11.21), в которой T_зав = F_кl_к, где l_к ≈ 15d —длина стандартного ключа (d — диаметр резьбы), F_к ≈ 150...200 Η — сила на ключе.

Если условие (10.21) не соблюдается, соединение усиливают шпонкой. Расчет шпоночного соединения выполняют по полному моменту нагрузки. Влияние посадки на конус учитывают, как и в посадках с натягом, при выборе допускаемых напряжений [σ_см].

Натяг и кон­тактные давления создают, например, затяжкой гайки, нагружающей соединение осевой силой F_зат. В отличие от цилиндрического коническое соединение легко монтируют и демонтируют без применения специального обо­рудования. Другие достоин­ства: точное центрирование, возможность контроля натяга по осевому перемещению или силе затяжки, возможность многократных сборок и раз­борок, а также подтяжки при ослаблении натяга в эксплуа­тации. Эти соединения счита­ются перспективными, область их применения расширяется.

Рис.74.

Давление р (МПа) на рабочей поверхности при осевой силе F_зат (Н) затяжки равно

где d_m и l - соответственно средний диаметр и длина соединения, мм;

f - коэффициент сцепления (трения), f ≈ 0,12; α - угол наклона образующей конуса к оси вала.

Из приведенного соотношения следует, что при больших значе­ниях угла α требуется большая сила затяжки соединения для сохра­нения того же уровня контактного давления р.

Для выходных концов валов наиболее часто применяют конус­ность 1:10, при этом α = 2°51'45", tgα = 0,05.

Вращающий момент Т (Нм), который может передать соедине­ние, находят предполагая, что равнодействующие нормальных дав­лений и сил трения расположены на окружности среднего диаметра d_m:

Требуемая сила F_зат затяжки для передачи соединением задан­ного вращающего момента Т

где К= 1,3…1,5 - коэффициент запаса сцепления; f_пр - приведен­ный коэффициент сцепления (трения);

ЛЕКЦИЯ №12.