Указания к решению второй группы задач

4.2.1Подбор посадки с натягом. Исходные данные: Т -вращающий момент на колесе, Н×м; F_a – осевая сила, Н; d - диаметр соединения, мм; d₁ - диаметр отверстия пустотелого вала, мм; d₂ - условный наружный диаметр втулки (ступицы колеса, внешний диаметр бандажа и др.), мм; l - длина сопряжения, мм; материалы соединяемых деталей и шероховатость поверхностей. При одновременном нагружении соединения вращающим моментом Т и осевой силой F_a расчет условно ведут по равнодействующей силе F_Σ , составляющими которой являются окружная сила T и осевая сила F_a

. (4.1)

Осевую силу , действующую в зацеплении, в расчет не принимают: как показывает анализ, после приведения сил и к диаметру d соединения, влияние осевой силы оказывается незначительным (с учетом силы давление увеличивается для цилиндрических и червячных колес в 1,005 раза, а для конических колес с круговым зубом в 1,02 раза).

Подбор посадок производят в следующем порядке.

1) Среднее контактное давление (МПа)

, (4.2)

где K - коэффициент запаса сцепления;

f - коэффициент трения.

При действии на соединение изгибающего момента М_И требуемое давление определяют по выражению

. (4.3)

Для предупреждения снижения несущей способности вследствие нестабильности коэффициента трения и контактной коррозии (изнашивания посадочных поверхностей вследствие их микроскольжения при действии переменных напряжений, пиковых нагрузок, особенно в период пуска и останова) или для уменьшения ее влияния в соединениях с натягом следует предусматривать определенный запас сцепления K, который принимают K = 2,0…4,5.

Для определения числовых значений коэффициента трения f можно воспользоваться данными таблицы 4.11 в которой приведены значения коэффициента трения в случае соединения с валом, изготовленным из стали.

Таблица 4.11

Способ сборки соединения	Сталь	Чугун	Алюминиевые и магниевые сплавы	Латунь	Пластмассы
Механический	0,06…0,13	0,07… 0,12	0,02… 0,06	0,05… 0,10	0,6… 0,5
Тепловой	0,14… 0,16	0,07… 0,09	0,05… 0,06	0,05… 0,14	-

2) Расчетный теоретический натяг (мкм):

, (4.4)

где C₁, С₂ - коэффициенты жесткости:

; (4.5)

, (4.6)

здесь Е - модуль упругости, МПа: для стали - 2,1∙10⁵; чугуна - 0,9∙10⁵; оловянной бронзы - 0,8∙10⁵; безоловянной бронзы и латуни -10⁵;

- коэффициент Пуассона: для стали -0,3; чугуна -0,25; бронзы, латуни - 0,35.