Определение предельных технологических натягов

Определяем предельные технологические предельные натяги:

(3.10)

(3.11)

где ΔN_R – поправка на смятие шероховатости поверхности вала и втулки при сборке; ΔN_t – поправка на температурное расширение деталей; ΔN_Π – поправка на уменьшение натяга при повторных запрессовках в процессе эксплуатации и ремонта (по опытным данным ΔN_Π = 5 – 10мкм); x – коэффициент, учитывающий увеличение удельного давления у торцов втулки, определяем по графику (рис. 3.2).

Поправку на смятие шероховатости определяем по формуле

(3.12)

где η – коэффициент смятия шероховатости поверхностей (табл. 3.5); К_ф и К_к – коэффициенты, приведенные в формуле (4.13).

Таблица 3.5

Значения коэффициентов смятия шероховатости поверхности

Коэффициент смятия шероховатости поверхности	Метод сборки соединения
Запрессовки	С нагревом втулки	С охлаждением вала
со смазкой	без смазки
η	0,25–0,35	0,25–0,5	0,4–0,5	0,6–0,7

Расчетный допуск посадки Т_N = N_pmax – N_pmin= 90,6 – 14,5 = 76,1 мкм. Квалитет точности находим по числу единиц допуска:

k= / (2∙i) = 76,1/(2∙1,56) = 24,4.

Ближайшее значение k = 25 для 8-го квали-тета(табл.2 приложения 1), поэтому = 0,09. Рекомендуется выбирать посадку с допуска-ми не более 8-го квалитета.

Тогда поправка на смятие шероховатости поверхности

ΔN_R ≤ 10∙0,5∙76,l∙0,5∙0,09 = 17,1 мкм.

Из-за уменьшения фактической площади

контакта при увеличении шероховатости по-

­верхности поправку на смятие шероховатости рекомендуется принимать не более

ΔN_R ≤10∙η∙([R_аd + [R_aD]), (3.13)

где [R_ad] и [R_aD] – предельно допустимые параметры шероховатости поверхности;

ΔN_R≤ 10∙0,5∙(1,25 + 2,5)= 18,8 мкм. Примем ΔN_R = 17,1 мкм.

Для размеров от 18 до 120 мм при запрессовке (поперечный метод) можно принять [R_аd]=1,25 мкм и [R_aD]= 2,5 мкм. При нагреве или охлаждении деталей (поперечный метод) значения [R_аd]и [R_aD] увеличивают в два раза.

Поправку на температурное расширение определяем по формуле

(3.14)

где и – коэффициенты линейного расширения материала вала втулки и втулки (табл. 3.6); t_d и t_D – рабочие температуры отверстия и вала; t = 20°C –температура сборки.

Расчет по формуле (3.14) проводим два раза: для нижнего и верхнего значений диапазона температуры. Если значение ΔN, положительное, топодставляем его в формулу для определения N_Tmin (так как отверстие расширится больше вала и нужно компенсировать данное уменьшение натяга), если отрицательно, то подставляем его в формулу N_Tmax (так как вал расширится больше и нужно компенсировать увеличение натяга).

Таблица 3.6

Значения коэффициентов линейного расширения

Материал	Сталь	Чугун	Бронза	Латунь
град–1	11,3∙10–6	10∙10–6	17,9∙10–6	19∙10–6

В результате расчетов получим:

По рисунку 3.2. определяем х: l/d_n = 50/45 = 1,11, поэтому х = 0,97.

Примем ΔN_П =7 мкм. Тогда по формулам (3.8) и (3.9) получим:

N_Тmax = 90,6∙0,97+17,1–11,9 = 93,1 ≈ 93 мкм;

N_Tmin = 14,5+17,1+23,8+7 = 62,4 ≈ 62 мкм.

Выбор посадки

Условия выбора посадки:

(3.15)

(3.16)

где N_Cmax и N_Cmin – предельные стандартные натяги.

Определяем допуск посадки:

В качестве системы посадки принимаем систему отверстия по исходным данным. Тогда определяем допуск на основную деталь – отверстие:

По таблице 3 приложения 1 находим ближайшее значение допуска отверстия для диаметра 45 мм Т_D = 16 мкм, что соответствует 6-му квалитету. Рекомендуется допуск отверстия брать на один квалитет больше допуска вала, так как обычно при равной степени точности отверстие обра­ботать труднее и дороже, чем вал. Можно назначить и равные допуски.

В системе отверстия, исходя из схемы расположения полей допусков (рис.3.3)и условия (3.14), по таблице 4 приложения 1 (в системе вала - по таблице 5 приложения 1) выбираем основное отклонение вала по условию

ei ≥ T_D +N_Tmin (в системе вала: │ES│≥ T_d + N_Tmin); (3.17)

ei ≥ 16 + 62 = 78 мкм.

Принимаем ei = v = +81 мкм.

Уточняем допуск, на сопрягаемую деталь исходя из схемы (рис. 3.3) и условия (3.15):

T_d ≤ N_Tmax – ei (в системе вала: T_D ≤ N_Tmax – │ES│); (3.18)

T_d ≤ 93 – 81 = 12 мкм.

По таблице 3 приложения 1 принимаем T_d = 11 мкм, что соответствует 5-му квалитету (в системе вала T_D ≤ N_Tmax – │ES│).

В пределах погрешности расчетов возможно нарушение условий (3.17) и (3.18) на 1–2 мкм (это снижает стоимость обработки).

Определяем предельные отклонения:

ei = +81 мкм; es = ei+ T_d = +81+11 = +92 мкм.

Наносим их на схему расположения полей допусков (рис.3.3)

Предельные стандартные натяги в посадке:

N_Cmin = ei – ES = 81 – 16 = 65 мкм;

N_Cmax = es – EI = 81 – 0 = 81 мкм.

Условия выбора посадки удовлетворяются:

N_Cmin = 65 ≥ N_Tmin = 62 мкм;

N_Cmax = 92 ≤ N_Tmax = 93 мкм.

Выбранную посадку запишем так: Ø45 .

Рис.3.3 Схема расположения полей допусков выбранной посадки