Расчет соединений с натягом.

Основной задачей расчета соединения с гарантированным натягом является выбор посадки, обеспечивающей передачу заданной нагрузки.

При определении несущей способности соединения принимают допущение – контактные давления распределяются равномерно по поверхности контакта (в действительности, контактные давления по длине соединения распределены неравномерно – из-за вытеснения сжатого материала к торцам втулки (контактные давления у торцов втулки превышают среднее значение в 2-3 раза)).

Критерии работоспособности соединений с натягом:

- прочность соединения - за счет неподвижности деталей, которая обеспечивается силами трения, возникающими на поверхности контакта (т.е. для надежного соединения деталей силы трения () должны быть больше внешних сдвигающих сил (осевой силы, крутящего и изгибающего моментов);

- прочность деталей, образующих соединение, т.к. натяг может вызвать их разрушение или недопустимые деформации.

Рис. 5.2.

Рассмотрим несколько расчетных случаев:

1). Соединение нагружено осевой силой (рис. 5.2., а).

Условие прочности соединения (несдвигаемости деталей соединения):

,

где - действующая на соединение осевая сила; ( - нормальная сила (произведение площади контакта на давление)) – сила трения; - коэффициент трения (табличная величина); - диаметр и длина посадочной поверхности соответственно.

Выполнив соответствующие преобразования и подстановки:

;

,

получим формулу для расчета минимального потребного давления на поверхности контакта :

,

где – коэффициент запаса сцепления.

2). Соединение нагружено крутящим моментом Т (рис. 5.2., б).

Условие прочности соединения (несдвигаемости деталей соединения):

,

где ( – окружная сила трения) - момент трения, - внешний крутящий момент.

Выполнив преобразования, аналогично предыдущему примеру, получим формулу для расчета минимального потребного давления на поверхности контакта :

.

3). Соединение нагружено осевой силой и крутящим моментом (рис. 5.2., в).

Условие прочности соединения (несдвигаемости деталей соединения):

,

где ( - окружная сила).

Формула для расчета минимального потребного давления на поверхности контакта :

.

Коэффициент трения зависит от способа сборки, давления на поверхности контакта , шероховатости поверхности, скорости запрессовки, вида смазки поверхностей при сборке и т.д.

Для стальных и чугунных деталей:

- при сборке с запрессовкой;

- при сборке с нагревом охватывающей детали.

Если одна из соединяемых деталей стальная или чугунная, а другая — латунная или бронзовая, то рекомендуется принимать .