Валы вращаются относительно действующих да них нагрузок. Поэтому в любой точке поверхности контакта за каждый оборот вала напряжения циклически изменяются в некоторых пределах.

Рис. 5.4

Рис. 5.5

При определенных условиях напряжения могут оказаться равными нулю. Тогда произойдет так называемое раскрытие стыка.

Циклическое изменение напряжений приводит к явлению усталости поверхностных слоев материала деталей, микроскольжению посадочных поверхностей и, как следствие, их изнашиванию и к так называемой контактной коррозии. Натяг в соединении в этом случае прогрессивно уменьшается и в определенный момент наступает поворот колеса относительно вала.

Для предотвращения контактной коррозии или для уменьшения ее влияния в соединениях с натягом следует предусматривать определенный запас сцепления К, который принимают:

а) для колес выходных валов редукторов, на концах которых установлены:

муфта соединительная /С=3, звездочка цепной передачи /С=3,5, шкив ременной передачи К=\

б) для колес промезкуточных валов редукторов i*C=4,5. Исходные данные для подбора посадки с натягом следующие:

а) вращающий момент на колесе Т\

б) размеры соединения: d; di, da и /, где d - диаметр соединения; di - диаметр отверстия пустотелого вала; dg - условный наружный диаметр втулки (ступицы колеса, внешний диамегр бандажа н др.); / - длина сопряжения;

в) материалы соеданяемых деталей и параметры шероховатости псжерхностей.

Подбор посадок производят в следующем порядке.

Рис. 5.6

1. Среднее контактное давление. Имеем

Р~ ndHf

где К - коэффициент запаса сцепления.

При определении контактного давления осевую силу Fa, действующую в зацеплении, в расчет не принимаем. Как показывает анализ, после приведения сил FfVL Fa "К. диаметру d соединения влияние осевой силы оказывается незначительным. Если учитывать силу Fa, то давление увеличивается для цилиндрических и червячных колес в 1,005 раза, а для конических колес с круговым зубом в --1,02 раза.

Коэффициент трения / принимают для материалов:

2. Деформация деталей. Имеем A = pd-10(

+

\+{dild)

I") (мкм),

\+{dld)

a*l-(d/da)a + f5-

Значения E: для стали - 2,1 «10"; чугуна - 0,9-Ю"; оловянной бронзы - 0,8-Ю"; безоловянной бронзы-10" и латуни - 10".

Значения ц: для стали - 0,3; чугуна - 0,25; бронзы, латуни - 0,35.

3. Поправка на обмятие микронеровностей.

M«5,5(/?„i-f/?J,

где Rai и Ra2 - средние арифметические отклонения профиля поверхностей.

Значения Ra, мкм, берут из чертежей деталей или принимают по табл. 13.2.

4, Поправка на температурную деформацию. При подборе посадки зубчатых венцов червячных колес, которые нагреваются при работе передачи до относительно высоких температур, учитывают температурные деформации центра и венца колеса, ослабляющие натяг.

Поправка на температурную деформацию

Md- 10»[(а-20°)«а-(1-20°)oi] (мкм).

Значения коэффициентов а: для стали - 12 «Ю"; для чугуна - 1010""; для бронзы, латуни - 19-Ю". Под tx и U здесь понимают среднюю объемную температуру соответственно обода центра и венца колеса.

5. Минимальный натяг, потребный Для передачи вращающего момента

[Щ-А + и + М (мкм). (5.1)

6. Максимальный натяг, допускаемый прочностью охватывающей детали (колеса, венца),

№ах<[А]шах + « (мкм). (5.2)

где [А]„зх-максимальная деформация, допускаемая прочностью охватывающей детали,

[А]шах==[Р]тах-А/Р (МКМ),

где [plmax - максимальное давление, допускаемое прочностью охватывающей детали, [р]тах=05Oxatl-(d/diY].

Значения пределов текучести материалов охватывающих деталей принимают по табл. 2.1, 2.10.

7. Выбор посадки. По значениям [Almin и [Almax выбирают из табл. 5.3 одну из посадок, удовлетворяющих условиям (5.1) и (5.2).

Значения минимального Ni и максимального Лах вероятностных натягов подсчитаны по формулам, учитывающим рассеивание размеров вала и отверстия и, как следствие, рассеивание натяга.

8. Для выбранной посадки определяют силу запрессовки или температуру нагрева (охлаждения) детали.

Сила запрессовки

F„=ndlpjJ„,

где р„ах - давление от натяга Л„ах выбранной посадки, Ршах= =(тзхГ-")р/А; - коэффициент трения при прессовании, который принимают для материалов: сталь - сталь - 0,20, сталь - чугун- 0,14, сталь-бронза, латунь - 0,10, чугун-бронза, латунь - 0,08.

Температура нагрева охватывающей детали, "С,

J on I max"bZc6

""+ rf.lOa •

Температура нагрева должна быть такой, чтобы не происходило структурных изменений в материале. Для стали т=230... 240°С, для бронзы {Л=150 ... 200°С.

Температура охлаждения охватываемой детали, °С,

где гб - зазор для удобства сборки принимают равным: при d свыше 30 до 80 мм 26=10 мкм, при d свыше 80 до 180 мм Z(.6=15 мкм, при d свыше 180 до 400 мм Zc6=20 мкм.

Пример. Косозубое зубчатое колесо выходного вала редуктора нагружено вращающим моментом 7=547 Н -м. Размеры деталей соединення приведены на рнс. 5.7. Материалы: вала-сталь 45, колеса - сталь 40ХН, твердость НВ 235...262. Рис 5.7