Натяги
и посадки. Формула Ляме. Из курса «Сопротивление материалов» [39]
известно решение (формулы Ляме) для напряжений и деформаций толстостенных труб
под действием внутреннего и внешнего давлений. Это решение получено в
предположении, что длина трубы существенно больше ее радиуса, материал трубы
однороден, поверхности контакта идеально гладкие. Применяя это же решение к
расчету соединений с натягом цилиндрических деталей, считают, что расчетный
(теоретический) натяг N и давление ρ на стыке деталей связаны зависимостью Ляме,
которая является основой для расчетов соединений с натягом при подборе посадки
где Ν —
расчетный (теоретический) натяг, мкм; С\ и С2
— коэффициенты
где d—
номинальный посадочный диаметр соединения, мм; d] — диаметр
отверстия в охватываемой детали (вале), мм; d2 — наружный диаметр охватывающей детали
(ступицы), мм (рис. 5.5); /' — давление на поверхности контакта деталей
соединения, МПа; /'q , Е2, μι, μ2 — соответственно
модули упругости и коэффициенты Пуассона материалов охватываемой и
охватывающей деталей; индекс 1 для охватываемой детали (вала), индекс 2 для
охватывающей детали (ступицы). Модули упругости и коэффициенты Пуассона приведены
в табл. 5.2.
Если
в формулу Ляме (5.3) подставить потребное давление ρ, найденное по
формулам (5.1) и (5.2), то получим минимальный расчетный натяг jVmlri,
необходимый для обеспечения работоспособности соединения. Измеряемый по
вершинам микронеровно
стей до сборки минимальный натяг Аг„,π;π и соответствующий минимальный расчетный
натяг Nmia связаны
зависимостью
|
Таблица
5.2
Значения
модулей упругости (Я) и коэффициентов Пуассона (μ)
|
Материал
|
£, МПа
|
μ
|
|
Сталь
|
2, И О5
|
0,3
|
|
Серый чугун
|
1,4 105
|
0,25
|
|
Бронза
|
ι,ιτο5
|
0,33
|
|
Алюминиевые сплавы
|
0,7»· 105
|
0,32
|
|
Титаловые сплавы
|
1,0-105
|
0,33
|
|
|
Охватывающая деталь
|
где
Uц
— поправка, учитывающая обмятие (срез) микронеровностей при сборке, мкм; Ut —
учитывает снижение натяга вследствие нагрева или охлаждения деталей соединения
во время работы, мкм; U0] — учитывает снижение натяга в быстровра-
щаюшихся соединениях, мкм.
Поправки определяют по следующим формулам: UR =
1,2(Лг, +Rz2)« 5,5(Пщ + Ra2), Я<7|
и J?a2 —
среднеарифметическое отклонение профилей, Λζι и Rz2 — высоты
микронеровностей, мкм [31], посадочных поверхностей вала и ступицы
соответственно ;
|