Примерный характер распределения контактных давлений по длине ступицы
Примерный характер распределения контактных давлений по длине ступицы показан на рис. 5.9 [14 J; здесь имеет место концентрация напряжений (давления) у торцов ступицы.
|
Рис. 5.9. Характер распределения контактных давлений ρ вдоль оси соединения с натягом |
Концентрация напряжений при действии циклических переменных нагрузок приводит к разрушению вала при напряжениях в 1,5...3,0 раза ниже предела выносливости гладкого образца без концентрации напряжения; учет концентрации напряжений при расчетах соединений с натягом см. [1], [14]. Для уменьшения концентрации напряжения наиболее часто применяют следующие способы: ограничение относительной длины соединения (/ не следует брать более 1,2 с/); утолщение подступичной части вала с плавным переходом (рис. 5.10, а); применение разгружающих выточек на торцах охватывающей детали (рис. 5.10, б) и др.
Технологические расчеты. Необходимая сила при сборке запрессовкой определяется выражением
где pmax —давление,
соответствующее максимальному Л''сt max или
максимальному вероятностному ЛР тах натягу выбранной
посадки; /п — коэффициент трения при прессовании (при сборке запрессовкой
принимают для материалов: сталь-сталь /п = 0,22; сталь-чугун fu = 0,14 ; сталь-бронза или сталь-латунь /п
- 0,1). Сила, развиваемая прессом, должна быть больше Fn
.
|
|
Рис. 5.10. Конструктивные способы уменьшения концентрации напряжений в соединениях с натягом: I — вал; 2 — ступица
Температура нагрева, °С, охватывающей детали при тепловой сборке
Температура охлаждения, °С, охватываемой детали при сборке охлаждением
|
|
где Δ3 — зазор, мкм,
необходимый для обеспечения легкости сборки, который принимают равным основному
отклонению вала (Δ3 *
5...25 мкм)
( ГОСТ 25346-89, 25347-89 ): а, и а2 — тем
пературные коэффициенты линейного расширения охватываемой и охватывающей детали, в среднем α равны для стали 1210"6мм/°С, для чугуна 10,5-10""6 мм/°С, для бронз 17-10 * мм/°С, для алюминиевых сплавов 23· Ю-6 мм/°С.
Температура нагрева не должна быть выше температуры отпуска, при которой твердость и прочность деталей снижаются или происходят структурные изменения в материале (например, для цементованных с последующей закалкой сталей эта температура примерно +230 °С, а для бронзы +200 °С).