Моделирование точности прессовых соединений

• Автор: Коломенцев, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 145 с. : ил

Содержание.

Введение.

1 .Аналитический обзор точностных моделей. Постановка задачи исследования.

1.1. Математические модели образования погрешности технологического оборудования

1.2. Объект исследования.

1.3. Постановка задачи исследования.

1.4. Обзор работ, посвященный контакту цилиндрических

1.4.1. Сравнение МКЭ и метода граничных элементов.

1.4.2 Описание контактных задач методом граничных

элементов.
1.4.3 Решение контактных задач методом конечных
элементов.
1.5. Выводы по первой главе.
2. Моделирование точности прессовых соединений.
2.1. Постановка задачи.
2.2. Моделирование условий соприкасания упругих тел при
контакте.
2.3. Выводы по второй главе.
3. Вывод основных соотношений для точностных задач прес-
совых соединений.
3.1. Расчет прессовых посадок при одинаковой длине сопря-
гаемых деталей.
3.1.1. Вывод основных соотношений.

3.1.2. Моделирование контакта в стыках.
3.1.3. Вывод выражений для контактных нагрузок.
3.2. Расчет прессовых посадок при различной длине сопря-
гаемых деталей.
3.2.1. Вывод общих выражений для контактной задачи прес-
совых соединении.
3.2.2. Условие контакта точек сопрягаемых поверхностей.
3.2.3. Вывод соотношений для контактных нагрузок.
3.3. Выводы по третьей главе.
4. Методика расчета точности прессовых соединений.
4.1. Алгоритм расчета.
4.2. Расчетная схема и принятые допушения.

4.3. Перечень необходимых данных.

4.3.1. Обозначения идентификаторов.

4.3.2. Составление расчетной схемы и подготовка исходных
данных.
4.3.3. Результаты анализа точности прессовых соединений.
4.5. Выводы по четвертой главе.
Общие выводы.
Список литературы.
Приложение.

Введение.
В конструкторской и технологической практике часто применяют соединения деталей с натягом. Вследствие натяга на поверхностях контакта возникает давление р, определяющее характер деформирования охватываемой и охватывающей деталей и соответственно, точность функциональных поверхностей деталей и передаваемый крутящий момент.
В настоящее время при исследовании соединений с натягом в технологии машиностроения уделяется внимание преимущественно условиям собираемости и трудоемкости сборки. В то время как в автоматизированном проектировании при анализе размерных цепей вопросы искажения формы функциональных поверхностей, возникающее в результате напрес-совки не учитываются, так как считается, что смещение исполнительной поверхности не происходит. Это объясняется тем, что распределение давлений в стыке принимается равномерным и деформации определяются на основе решения известной задачи Ляме. В теоретических моделях, встречающихся при автоматизированном проектирование, вопрос влияния на точность исполнительной поверхности и положения стыкуемых поверхностей не исследовался, хотя экспериментально установлено, что указанные факторы приводят к неравномерному распределению давлений, следовательно, на качестве и точности соединения в сборочной единице.
Только на основе знания закономерности распределения давлений при напрессовке в зависимости от точности стыкуемых поверхностей, собственных (изгибных) и контактных деформаций деталей возможно получить качественное соединение и оценить точность исполнительных поверхностей, что является актуальным при размерном анализе.
Цель работы. Повышение качества и сокращение сроков проектирования технологического оборудования, содержащего соединение с натягом за счет выявления реальных условий контакта и разработке на этой основе рекомендаций для обеспечения точности относительного положения функциональных поверхностей сопрягаемых деталей.
Научная новизна. Выявление существа функциональных связей между параметрами, определяющими точность сопрягаемых поверхностей для соединений с натягом и совокупностью размерных, точностных и физико-механических свойств материалов сопрягаемых деталей.
Показано, что учет всего комплекса факторов для соединений с натягом приводит к отклонениям формы исполнительных поверхностей и, как следствие этого, к образованию составляющей радиального смещения осей деталей.
На защиту выносится:
•модель формирования качества прессовых соединений на основе

Зависимость между углом фо и величиной ql может быть приближенно представлена по данным /56/ в виде (см. рис. 1.17 - пунктирная линия):
Окончательно связь между давлением Р((р) в области тесного контакта цилиндров и углом (р после подстановки формулы (1.12) в (1.8) запишется в виде:
Таким образом, формулы (1.9) и (1.13) определяют интенсивность и интервал распределения удельных давлений в зоне контакта в зависимости от внешней нагрузки, а также геометрических и упругих параметров взаимодействующих тел.
Метод граничных элементов является численной реализацией метода граничных интегральных уравнений. Следует отметить значительный вклад в этот метод С.Г. Михлина, JI.B. Крылова, Н.И. Мусхелишвим, Н.П. Векуа, В. Д. Купрадзе, А .Я. Александрова, А.М. Минкова и других.
Влияние изгиба бандажа на распределение контактных напряжений в волновой передаче и подшипниках рассмотрено в работах /69, 70/.
Во фрикционных волновых передачах с жестким бандажированным колесом существенно влияние изгиба бандажа на распределение контактных напряжений. На рис. 1.20 дан пример такой передачи.
Она состоит из ведущего вала 1, генератора 2, гибкого колеса 3, соединённого с выходным валом 4, бандажа 5, запрессованного в корпус 6. Контактные напряжения, возникающие между наружной поверхностью гибкого колеса 3 и бандажом, определяют нагрузочную способность и долговечность передачи.
Исследование проводится применительно к фрикционным волновым передачам с числом волн U — 1,2. (рис. 1.20 б, в)
^=1,15-в-(р
(1.11)
Подставляя (1.11) в (1.10) получим:
(1.12)