между сопрягающимися поверхностями. Как установлено опытами, повышение класса шероховатости свыше 11-го (Ra = 0,05 мкм) снижает несущую способность соединения вследствие уменьшения коэффициента трения на поверхностях контакта.

В формулы (119)-(121) входит действительный натяг. Поэтому при расчете заданный номинальный натяг Д„ом следует уменьшить на величину смятия микронеровностей Д= 2ф(К2,-1-Rzj), где Rz, и Rz - высоты микронеровностей поверхности соответственно вала и отверстия, мкм; Ф - коэффициент Смятия.

Величина смятия микронеровностей зависит от натяга в соединении, высоты неровностей, их формы, профиля и плотности распределения, твердости и прочности материала сопрягающихся поверхностей, соотношения между твердостью поверхностей охватывающей и охватываемой деталей, а также от условий сборки. При сборке под прессом неровности последовательно подвергаются срезу при продольном перемещении и сминаются гораздо больше, чем при сборке с нагревом или охлаждением деталей (когда неровности смыкаются в радиальном направлении).

Фактическая, устанавливающаяся после некоторого периода эксплуатации величина смятия, определяющая эксплуатационную надежность соединения, зависит от нагрузок, действующих на соединение. Высота неровностей уменьшается после каждой разборки-сборки, стабилизируясь на определенном уровне после трех-четырех разборок.

Учесть все эти многообразные факторы невозможно. В качестве первого приближения при расчете принимают, что смятие микронеровностей составляет 0,5-0,6 первоначальной средней высоты микронеровностей. Влияние последующей эксплуатации учитывают коэф-

фициентом запаса, который при расчете принимают равным 1,5 - 3.

При ф = 0,5 Д = Rz, -I- Rzi. Введем величину Д,ом-Д в формулу (115):

,. A-(Rzi+Rz

--10оад

Если при расчете определяют необходимый номинальный натяг, то к найденному натягу следует прибавить величину смятия микронеровностей: Д„ом = Драсч -Н Кг, -1- Rx.

По номинальному натягу, определенному таким образом, подбирают соответствующую посадку по ЕСДП СЭВ.

Поправка на смятие микронеровностей имеет существенную величину для соединений малого диаметра. Для диаметров > 50 мм прн обработке по 8-му классу шероховатости и выше поправка не превышает J0% (рис. 524), и ею можно пренебрегать, особенно если сборка производится с нагревом или охлаждением деталей.

Влияние тепловых деформаций. В соединениях, подвергающихся нагреву, следует учитывать влияние температуры на посадку. Если охватывающая деталь изготовлена из материала с более высоким коэффициентом линейного расширения или нагревается при работе больше, чем охватываемая, то при нагреве первоначальный (холодный) натяг уменьшается. Напротив, если охватываемая деталь изготовлена из материала с более высоким коэффициентом линейного расширения или нагревается при работе больше, чем охватывающая, то первоначальный натяг в соединении при нагреве увеличивается.

Если соединение при работе подвергается нагреву, то в формулы (119)-(121) следует ввести температурный натяг (с его знаком) Д, = = 10й(я,Дг,-«зДг). где oti и Kj-коэффициенты линейного расширения мате-

Рнс. 524. Поправки иа смятие микронеровностей в зависимости от дна-метра соединения и качества, обработки:

а - посадка г6; б - посадка t7

риала соответственно охватываемой и охватывающей деталей; At, и Atj - увеличение температуры при нагреве соответственно охватываемой и охватывающей деталей. Формула (115) при этом приобретает вид

fc = 10- 3 [Д„о„ - (R2, -I- Rzj) -I- Д,]. (127)

Первоначальный относительный натяг, необходимый для поддержания заданного давления к при нагреве:

Дном = 10--1-К2,-ЬК22-Д,. (128)

При посадке на валы быстроходных роторов следует еще учитывать расширение ступицы под действием центробежных сил и соответственно увеличивать первоначальный натяг.

ВЫБОР ПОСАДОК

Как правило, следует избегать применения посадок с большим натягом. Предпочтительнее обеспечивать необходимую несущую способность увеличением диаметра соединения. Так как несущая способность пропорциональна кубу диаметра, то в большинстве случаев для получения умеренных натягов достаточно небольшого увеличения диаметра.

Особенно следует избегать больших натягов при низкой точности, так как из-за большого поля допусков при этих квалитетах при неблагоприятном сочетании допусков могут получиться натяги, опасные для прочности охватывающей или охватываемой детали.

При необходимости больших натягов целесообразно применять посадки Н7Д6, Н7/и6, H8/U8.

Большие натяги применяют в случае посадок в тонкостенные корпуса, корпуса из легких металлов, корпуса, расширяющиеся при нагреве, и в ступицы быстроходных роторов.

Особая осторожность необходима при выборе посадок тонкостенных втулок (например, втулок подшипников скольжения). При запрессовке внутренний диаметр втулок уменьщается, что заставляет вводить дополнительную операцию развертывания отверстия после запрессовки (или заранее увеличивать внутренний диаметр втулки на величину сжатия). При больших натягах могут возникнуть пластические деформации; втулка усаживается, вследствие чего прочность соединения резко падает. В процессе эксплуатации часто наблюдается ослабление посадки из-за расширения втулки при нагреве, особенно если она выполнена из материала с высоким коэффициентом линейного расширения (например, из бронзы).

Тонкостенные втулки обычно устанавливают на посадке Н7/г6. Часто необходима страховка втулок от проворачивания и продольного сдвига. В каждом отдельном случае соединение следует рассчитывать с учетом всех факторов, влияющих на работу при эксплуатации.

Несущую способность (сцепную силу) соединения рассчитывают по минимальному натягу, могущему возникнуть при неблагоприятном сочетании размеров отверстия и вала (отверстие выполнено по верхнему пределу допуска; вал - по нижнему пределу допуска).

Напряжения, возникающие в охватьтающей и охватываемой деталях, а также силу, необходимую для запрессовки и распрессовки соединения, рассчитывают по максимальному иатягу (отверстие выполнено по номинальному размеру; вал - по верхнему пределу допуска).

РАСЧЕТНЫЕ ДИ.МРЛММЫ

С учетом формул (119)-(121) построены диаграммы (рис. 525-530) для наиболее распространенных случаев соединений с натягом. Принято для стали £=21-10*, чугуна £ =

= 8 • 10*, алюминиевых сплавов £ = 7,2 • 10*, бронз £ = 11-10* МПа. Для чугуна принято

р= 0,15; для всех остальных материалов ц =

= 0,3.

В нижней части диаграмм приведено относительное давление fcj =-в функции а,

для различных значений Oj, а в верхней - относительные напряжения а, равные для охватываемой и охватывающей деталей:

2fe„

1 -а, 1 - 2

Абсолютные величины fc, Oj и Оз получают умножением kg, ai и аг на фактор EA/d.

Приведем примеры расчета. Для упрощения рассчитываем по натягам, средним для данного вида посадки. При проектировании рассчитывать следует по крайним пределам натягов, а также вводить запас надежности п с увеличением в п раз заданного крутящего момента и осевой силы или (что то же самое) снижением в п раз расчетного коэффициента трения.

Соединения с натягом дета-тей, выполненных нз одинакового матерна.та (рис. 525).

1. Стальной полый вал с наружным диаметром d = 100 мм и внутренним d, = 70 мм (о = 0,7) запрессован в стальную ступнцу с наружным диаметром di = 125 мм (oj = 0,8) на посадке Н7/иб. Длина соединения / = 100 мм. Вал и отверстие обработаны по 8-му классу шероховатости {Rzi + Rzx - 6,4 мкм). Коэффициент трения / = 0,1.

2fco