Расчет посадок с натягом и зазором

Цель расчета посадки с натягом - обеспечение прочности соединения (отсутствие смещения сопрягаемых деталей внешних нагрузок) и определение минимального [Nmin] и максимального [Nmax] допускаемых натягов, при которых отсутствуют пластические деформации.
Исходные данные

Посадка с натягом - посадка, при которой размеры вала больше размера отверстия до сборки.
Посадки с натягом предназначены для неподвижных неразъемных соединений без дополнительного крепления винтами, штифтами и др.
У посадок с натягом неподвижность сопрягаемых деталей под действием нагрузок обеспечивается силами трения, возникающими при упругой деформации деталей, создаваемой натягом.

В расчете мы определили величину требуемого минимального удельного давления, на контактных поверхностях соединения, необходимых для создания сил трения, препятствующих относительному смещению деталей,
По рассчитанному значению Pmin определили наименьший расчетный натяг N'min, мкм:
где C1 и C2 — коэффициенты вала и отверстия, находимые расчетным способом
Е1 и Е2 – модули упругости материалов соответственно охватываемой (вала) и охватывающей (отверстие) деталей, Н/м2

На посадку деталей с натягом оказывают влияние различные факторы, связанные с условием эксплуатации, поэтому необходимо определить минимальный допустимый натяг с учетом поправок, мкм
Определили максимальное допускаемое удельное давление Pmax, при котором отсутствует пластическая деформация на контактных поверхностях деталей. В качестве Pmax выбираем меньше из двух значений:
По значению Pmax определили наибольший расчетный натяг, при котором отсутствует пластическая деформация, мкм
,
где γш - поправка, учитывающая сжатие микронеровностей при сборке, мкм.
RZD и Rzd - параметры шероховатости по 10-ти точкам, мкм.

Также учитываются поправки при расчете максимального допустимого натяга:
По рассчитанным значениям предельно допустимых натягов [Nmin], [Nmin] выбираем стандартную посадку по ГОСТ 25347-82

Наименьший натяг (Nmin) – разность между наименьшим предельным размером вала и наибольшим предельным размером отверстия до сборки в посадке с натягом:
Nmin = dmin – Dmax = ei – ES = 41-19 = 22 мкм
Наибольший натяг (Nmax) – разность между наибольшим предельным размером вала и наименьшим предельным размером отверстия до сборки в посадке с натягом или в переходной посадке:
Nmax = dmax – Dmin = es – EI = 102-0 = 102 мкм

Особенности применения некоторых рекомендуемых посадок с натягом
Посадки H/p, P/h – легкопрессовые, имеют минимальный гарантированный натяг. Обладают высокой степенью центрирования. Применяются с дополнительным креплением.
Посадки H/r, H/s, H/t, R/h, h/S, T/h – прессовые средние, имеют умеренный гарантированный натяг. Применяются как с дополнительным креплением, так и без него.
Посадки H/u, H/x, H/z, U/h – прессовые тяжелые, имеют большой гарантированный натяг. Предназначены для соединений, на которые воздействуют большие, в том числе и динамические нагрузки
В ходе курсовой работы выбрана посадка H/r, она применяется в посадке двухступенчатой втулки на вал якоря тягового электродвигателя.

Преимущества посадки с натягом:
1. Простота и технологичность, что обеспечивает низкую себестоимость и возможность применения в массовом производстве.
2. Хорошее центрирование соединяемых деталей.
3. Возможность передачи больших знакопеременных нагрузок.
Недостатки:
1. Высокие сборочные напряжения.
2. Сложность сборки и особенно разборки при больших натягах
3. Возможность повреждения посадочных поверхностей при разборке
4. Сложность контроля прочности соединения.

Цель работы посадки с зазором: определение зазора и подбор посадки для подшипника скольжения, работающего в условиях жидкостного трения.
Исходные данные
Посадки с зазором предназначены для подвижных и неподвижных соединений деталей. В подвижных соединениях зазор служит для обеспечения свободы перемещения, размещения слоя смазки, компенсации температурных расширений, а также компенсации отклонений формы и расположения поверхностей, и погрешностей сборки и т. д
Посадка с зазором - посадка, при которой размер отверстия больше размера вала.

В расчете мы определили среднее удельное давление, Па
Определили толщину допускаемого масляного слоя, м
Рассчитали значение безразмерного коэффициента Аh, зависящего от относительного эксцентриситета χ и отношения l/dн.с:

Таблица 1 – зависимости безразмерного коэффициента Аh от относительного эксцентриситета χ и отношения l/dн.с.

Smin = Dmix – dmax = EI – es = 0-(-36)=36
Smax = Dmax – dmin = ES – ei = 35-(-71) = 106

Посадки H/h – “скользящие”. Они часто применяются для неподвижного соединения с дополнительным креплением, либо для центрирования неподвижно-соединённых деталей
H8/h8; H8/h9;H9/h8 – предпочтительны при невысоких требованиях к соосности.
Посадки H/g; G/h – движение; установлены только при высоких точностях изготовления (валы - 4-6 квалитет, отверстия – 5-7 квалитет). Имеют минимальные гарантированные зазоры, обеспечивают плавность и точность перемещения.
H7/g6; G7/h6 – предпочтительная посадка - Применяется для передвижных зубчатых колес посадки в коробке передач (U > 0).
H6/g6; G6/h5 – особо точные - Применяются для плунжерных или золотниковых пар.
Посадки H/f; F/h – “ходовые” - Характеризуются умеренным гарантированным зазором, достаточным для обеспечения свободного вращения в подшипниках скольжения, небольших температурных деформация.
H7/f7; F8/h6 – предпочтительные посадки.
Особенности применения некоторых рекомендуемых посадок с зазором
Посадка H7/f7 применяется в подшипниках скольжения при умеренных и постоянных скоростях и нагрузки.

Заключение:
В ходе курсовой работы были:
Определены минимальный [Nmin] и максимальный [Nmax] допускаемый натяг
Рассчитали посадку с натягом и выбирали стандартную посадку по ГОСТ 25347-82
Определены минимальный [Smin] и максимальный [Smax] допускаемый зазор
Определили и подобрали посадку с зазором для подшипника скольжения