Определим предельные значения зазора и натяга:

Smax=Bmax - bmin =10,0 - 9,957=0,043 мм=43 мкм;

Nmax=bmax - Bmin=10,0 - 9,957=0,043 мм=43 мкм;

Определим допуск посадки:

ТП= Smax+Nmax=43+43=86 мкм.

Расчёт посадки 10:

1) Для паза втулки и шпонки с номинальными размерами B'=b=10мм находим предельные отклонения:

для паза втулки ES = +21,5 мкм; EI = -21,5 мкм;

для шпонки es = 0 мкм ; ei = -43 мкм.

2) Определим допуски на их изготовление:

для паза втулки TD =T9 = 43 мкм;

для шпонки Td =T9 =43 мкм.

3) Рассчитываем предельные размеры сопрягаемых деталей:

Результаты вычислений занесем в таблицу 4.

4) Определим предельные значения зазора и натяга:

S'max=B`max - bmin =10,0215 - 9,957=0,0645 мм=64,5 мкм;

N'max=bmax - B`min=10- 9,9785=0,0215 мм=21,5 мкм.

5) Определим допуск посадки:

ТП= Smax+Nmax=64,5+21,5=86 мкм.

Определим предельные отклонения размеров шпоночного соединения (данные берём в учебном пособии) и запишем их в таблицу 5.

Изобразим на рисунке 6 схему полей допусков шпоночного соединения.

Рисунок 5- Схема расположения полей допусков для шпоночного соединения

2.5 Соединение венца цилиндрического колеса со ступицей (№5)

Посадки с натягом предназначены для неподвижных неразъёмных, не разбираемых соединений. Неподвижность соединений при этих посадках достигается, как правило, лишь за счёт сил трения, возникающих на сопрягаемых поверхностях деталей вследствие их деформаций при сборке. В ряде случаев при передаче очень больших нагрузок в соединениях с натягом дополнительно могут использоваться крепёжные детали: винты, штифты, шпонки т.п.

Сборка деталей в зависимости от их конструкции, размеров и величины требуемого натяга может осуществляться под прессом при нормальной температуре (продольная запрессовка), а так же с нагревом охватывающей или охлаждением охватываемой деталей (способ термических деформаций или поперечная запрессовка).

Запишем определенные в разделе 1 номинальные размеры ступицы и венца зубчатого колеса:

Do=160 мм;

D=150 мм;

l=40 мм;

d0 =40 мм;

Из условия неподвижности соединения в зависимости от характера передаваемой нагрузки определим требуемое минимальное давление на контактных поверхностях соединения Pmin, МПа.

При действии крутящего момента Мкр, Нм

,

где:

Мкр=430 Нм - крутящий момент;

l=40 мм - длина соединения;

d=150 мм - номинальный диаметр соединения;

f=0,07 - коэффициент трения на сопрягаемых поверхностях при механической запрессовке.

Используя закон Гука и решения задачи Ламе, можно рассчитать величину наименьшего натяга Nmin расч(мкм), при котором будет обеспечена неподвижность соединения:

.

В данной формуле ED и Ed - модули упругости материалов сопрягаемых деталей.

Ed=2,1105 МПа;

ED=2,1105 МПа.

СD и Сd - коэффициенты Ламе, определяемые по формулам:

;

.

Здесь, D0 и d0 - наружный диаметр охватывающей детали и диаметр внутренней полости охватываемой детали. В нашем случае

D0=100мм;

d0=30мм.

D и d - коэффициенты Пуассона соответственно для охватывающей и охватываемой деталей, D =0,3; d =0.3;

Тогда:

.

На основе теорий о наибольших касательных напряжениях определим максимально допустимое давление Pmax, при котором отсутствуют пластические деформации соединяемых деталей:

PDmax - максимально допустимое давление для охватывающей детали;

Pdmax - максимально допустимое давление для охватываемой детали;

=800 МПа - предел текучести охватывающей детали;

=650 МПа - предел текучести охватываемой детали.

Выбираем наименьшее из двух значений PDmax=56.188 МПа.

Определим величину наибольшего расчётного натяга:

По [1] (см. стр.31, рис.14) =0,62

RaD=1.0 мкм, Rad=1.0 мкм.

С учётом поправки определяем минимальную и максимальную величины функциональных натягов:

Nmin функ= Nmin расч+ш=51.75+10.0=61.75 мкм;

Nmax функ= Nmax расч+ш=414.75+10.0=424.75 мкм.

По данным (ГОСТ 25364-88 и ГОСТ 25347-82) выбираем посадку, удовлетворяющую условиям:

Nmin cmNmin функ ,

Nmax cmNmax функ , выбираем посадку G7/t6:

Nmin cm=70 мкм

Nmax cm =145 мкм

где: Nmin ст и Nmax ст - значения натяга, обеспечиваемые какой либо стандартной посадкой.

Изобразим схему полей допусков для посадки G7/t6:

Рисунок 6- Схема расположения полей допусков для соединения венца и ступицы зубчатого колеса

Назначение крышки подшипника - обеспечить герметичность узла и правильную ориентацию подшипника, не давая ему свободно перемещаться относительно корпуса.

Данное соединение должно быть по характеру неподвижным, разъёмным. Посадка для этого соединения должна обеспечивать легкость монтажа, следовательно, для удобства эксплуатации должен быть обеспечен небольшой зазор.

Следует помнить, что корпус обработан под сопряжение с соответствующим кольцом подшипника и, следовательно, предельное отклонение для него уже выбрано (H7).

На основе всех факторов выбираем наиболее рекомендуемую посадку с зазором в системе отверстия Н7/g7.

1) Для вала и отверстия с номинальными диаметрами D=d=63 мм находим предельные отклонения:

для отверстия ES = +30 мкм; EI = 0 мкм;

для вала es = -10 мкм ; ei = -40 мкм.

2) Определим допуски на их изготовление:

для отверстия TD =T7=30 мкм;

для вала Td =T7 = 30 мкм.

3) Рассчитываем предельные размеры сопрягаемых деталей:

Полученные значения сведем в таблицу 3.

Таблица 6