2.7 Расчет соединения с натягом обгонной муфты с ведомым валом

Прочность соединения вала с обгонными муфтами обеспечивается натягом, который образуется в выбранной посадке. Значение, которого определяется потребным контактным давлением p_m на посадочной поверхности соединяемых деталей. Это давление должно быть таким, чтобы силы трения, возникающие на посадочной поверхности соединения, оказались больше внешних сдвигающих сил [18]

Взаимная неподвижность деталей соединения с натягом обеспечивается соблюдением условия

где – среднее контактное давление, МПа; T – крутящий момент на валу, Нм, T = 36 Нм; K – коэффициент запаса сцепления для предупреждения контактной коррозии (изнашивания посадочных поверхностей вследствие их микроскольжения при действии переменных нагрузок, особенно в период пуска и остановки), K = 2…4,5; d, – диаметр посадочной поверхности, мм; l – длина посадочной поверхности, мм; f – коэффициент сцепления (трения). Для стальных и чугунных деталей при сборке запрессовкой f = 0,07;

Деформация деталей соединения, равная по значению расчетному натягу, связана с контактным давлением зависимостью Ляме

где d – посадочный диаметр (рисунок 2); d₁ – диаметр отверстия охватываемой детали (для сплошного вала d₁=0); d₂ – наружный диаметр охватывающей детали; E₁ и E₂ – модули упругости материалов охватываемой и охватывающей деталей (для сталей E = 2,1 · 10⁵ МПа; и – коэффициенты Пуассона материалов охватываемой и охватывающей деталей (для стали = 0,3;).

Рисунок 2.8 – Схема соединения натягом вала с обгонными муфтами

1 – ведомый вал редуктора, 2 – обгонные муфты

При сборке соединения микронеровности посадочных поверхностей частично срезаются и сглаживаются. Для компенсации этого в расчет вводят поправку u, представляющую собой обмятие микронеровностей:

где – средние арифметические отклонения профиля микронеровностей посадочных поверхностей, принимаем R_a1 = R_a2 = 0,8 мкм

Опасным элементом соединения, как правило, является охватывающая деталь.

По гипотезе наибольших касательных напряжений максимальное допускаемое контактное давление, допускаемое прочностью охватывающей детали

где – предел текучести материала охватывающей детали, Сталь 40 =335 МПа.

Максимальная деформация соединения, допускаемая прочностью охватывающей детали

Максимальный допустимый натяг соединения, гарантирующий прочность охватывающей детали

По значению минимального и максимального натягов подбираем стандартную посадку, у которой наименьший натяг N_min [N]_min, а наибольший натяг N_max [N]_max. Для соединений с натягом применяем посадки H6/x6.

Для полученных значений мкм и мкм подбираем посадку 28 H6/х6, для которой диаметр отверстия венца , наружный диаметр центра внутренней обоймы муфты .

Наименьший вероятный натяг мкм, наибольший вероятный натяг мкм.

Условия и соблюдаются.

Давление от наибольшего натяга N_max выбранной посадки

При сборке соединения запрессовкой сила запрессовки

где – коэффициент трения при запрессовке, при соединении деталей сталь-сталь =0,20.

Выбранная и обоснованная расчетным путем посадка с натягом соединения ведомого вала с обгонными муфтами обеспечат надежную работу бесступенчатого редуктора при его эксплуатации.