Назначение посадок с натягом

Посадки с натягом предназначены для неподвижных неразъемных ( или разбиваемых лишь в отдельных случаях при ремонте) соединений деталей, как правило, без дополнительного крепления винтами, штифтами, шпонками и т.д. Относительная неподвижность деталей при этих посадках достигается за счет напряжений, возникающих в материале сопрягаемых деталей вследствие действия деформаций и их контактных поверхностей. При прочих равных условиях напряжения пропорциональны натягу. В большинстве случаев посадка с натягом вызывают упругие деформации контактных поверхностей, но в ряде посадок с натягом, особенно при относительно больших натягах или в соединениях деталей, изготовленных из легких сплавов и пластмасс, возникают упругопластические деформации, распространяющиеся на всю толщину материала. Применение таких посадок во многих случаях возможно и целесообразно.

В отличие от других способов обеспечения неподвижности деталей в соединении при передачи нагрузок посадки с натягом позволяют упростить конструкцию и сборку деталей и обеспечивают высокую степень их центрирования. В сравнительно редких случаях, при передачи очень больших крутящих моментов или при наличии весьма больших сдвигающих сил, в соединениях с натягом дополнительно применяются крепежные детали.

При одном и том же натяге прочность соединения зависит от материала и размеров детали, шероховатости сопрягаемых поверхностей, способа соединения деталей, формы и размеров центрирующих фасок, смазки и скорости запрессовки, условий нагрева или охлаждения. Ввиду такого многообразия исходных факторов выбор посадки следует производить не только по аналогии и известными соединениями, но и на основе предварительных расчетов натягов и возникающих напряжений, особенно при применении посадок с относительно большими натягами. Пример соединения посадки с натягом см. рисунок 3.

Расчет посадок с натягом

Расчет посадок с натягом выполняется с целью обеспечить прочность соединения, т.е. отсутствие смещений сопрягаемых деталей под действием внешних нагрузок и прочность сопрягаемых деталей. Исходя из первого условия N_min > [ N_min ], определяется минимальный допустимый натяг [ N_min ], необходимый для восприятия и передачи внешних нагрузок. Исходя из второго условия N_max ≤ [ N_max ], определяется минимальный допустимый натяг [ N_max ], при котором, как правило, отсутствуют пластические деформации. Расчет посадки с натягом будет вести в следующей последовательности:

1) Требуемое минимальное удельное давление на контактных поверхностях соединения [ p_min ], Па, определяется по формуле:

где M_k – крутящий момент, Н×м ;

p - математическая константа;

d_н.с. – номинальный диаметр, м;

l – длинна контакта сопрягаемых поверхностей, м;

f – коэффициент трения при установившемся процессе распрессовки или проворачивание.

2) Необходимая величина наименьшего расчетного натяга N'_min, м, определяется по формуле:

где E₁ и E₂ – модули упругости материалов соответственно охватываемой (вала) и

охватывающей ( отверстия ) деталей,
с₁ и с₂ – коэффициент Ляме.

Коэффициенты Ляме с₁ и с₂ определяется по формуле:

где µ₁ и µ₂ – коэффициент Пуассона соответственно для охватываемой и охватывающей деталей.

3) Минимальный допустимый натяг [N_min], мкм определяется по формуле:

где U_R – поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей деталей при образовании соединения, мкм;

U_t – поправка, учитывающая различие рабочей температуры деталей и температуры сборки, различие коэффициентов линейного расширения материалов соединяемых деталей;

U_ц – поправка, учитывающая, ослабление натяга под действием центробежных сил;

U_n – добавка, компенсирующая уменьшение натяга при повторных запресовках, U_n = 0.

4) Максимальное допустимое удельное давление , Па. В качестве

берется наименьшее из двух значений:

где - предел текучести материалов охватываемой и охватывающей деталей.

Па

Выбираем

5) Наибольший расчетный натяг

6) Максимальный допустимый натяг , м:

Где U_уд – коэффициент увеличения удельного давления у торцов охватывающей детали.

7) Выбирается посадка из таблиц системы допусков и посадок.

Условия подбора следующие :

Максимальный натяг N_max в подобранной посадке должны быть не больше :

N_max ≤

Минимальный натяг N_min в подобранной посадке с учетом возможных колебаний действующей нагрузки:

N_{min >}

С учетом этих условий выбираем посадку

Посадка пригодна для обеспечения необходимого натяга.