1 4. Заклепочные соединения. Расчет на прочность элементов заклепочного шва.

Классификация заклепочных соединений:

1) по функциональному назначению: прочные, плотные;

2) по конструкции: нахлесточные (рис. 4.2.7 а-б), стыковые рис. 4.2.7 в-г); с одной накладкой (рис. 4.2.7 а-в) или двумя накладками (рис. 4.2.7 г);

3) по форме головок заклепок (рис. 4.2.8): с полукруглой (а), потайной (б), полупотайной (в), плоской (е), полукруглой низкой (д);

4) в зависимости от соединяемой детали: полупустотелые, пустотелые, взрывные, повышенного качества.

Критерием работоспособности заклепочных соединений является прочность, причем при расчетах полагается, что напряжения в сечениях распределены равномерно.

Расчет на прочность элементов заклепочного шва:

1. Расчет односрезного соединения. Нагрузка на одну заклепку: , где F – нагрузка на соединение, Z – число заклепок.

Условие прочности на срез (сдвиг): , где i – число площадок среза.

2. Необходимое число заклепок с одной стороны от стыка: .

3. Расчет заклепок и листов на смятие. Площадь смятия: , где - минимальная толщина (толщина наиболее тонкого листа). Условие прочности на смятие: , где – допустимое напряжение смятия. Необходимое числе заклепок: .

4. Расчет соединяемых листов на растяжение. Расчет проводится в сечении, ослабленном под заклепки. Условие прочности: , где - меньшая из толщин листов, b – ширина листа, - число заклепок в ряду.

15. Шпоночные соединения. Расчет на прочность призматических, сегментных, цилиндрических шпонок.

Шпоночные и шлицевые соединения служат для закрепления на валу (или оси) вращающихся деталей (зубчатых колес, шкивов, муфт и т. п.), а также для передачи вращающего момента от вала 1 к ступице детали 2 или, наоборот, от ступицы к валу.

Шпоночное соединение образуют вал, шпонка и ступица колеса (шкива, звездочки и др.). Шпонка представляет собой стальной брус, устанавливаемый в пазы вала и ступицы. Она служит для передачи вращающего момента между валом и ступицей. Основные типы шпонок стандартизованы. Шпоночные пазы на валах получают фрезерованием дисковым или концевыми фрезами, в ступицах протягиванием.

П о конструкции шпонки подразделяют на: призматические, сегментные, цилиндрические, клиновые, тангенциальные, специальные.

Расчет на прочность соединений с призматическими шпонками.

Напряжения смятия опреде­ляют в предположении их равномерного распределения по поверхности контакта: , где – передаваемый момент, - диаметр вала, - рабочая глубина паза, - рабочая длина шпонки (для шпонок с плоским торцом l_р =l, со скругленными торцами l_p = l-b, b – ширина шпонки).

Для ответственных соединений призматическую шпонку проверяют на срез:

, где  — расчетное напряжение на срез, — допускаемое напряжение на срез.

Расчет на прочность соединений с сегментными шпонками

Соединения сегментными шпонками проверяют на смятие: , где l_p=l – рабочая длина шпонки; (h –t₁) – рабочая глубина в ступице.

Сегментная шпонка узкая, поэтому в отличие от призматической ее проверяют на срез. Условие прочности на срез: .

Расчет на прочность соединений с врезными клиновыми шпонками

Соединения врезными клиновыми шпонками проверяют по условию прочности на смятие рабочих поверхностей контакта: , где l_р – длина рабочей части шпонки;  f – коэффициент трения; для стали по чугуну или стали  f =0,15 – 0, 18.

С оединения цилиндрическими шпонками проверяют по условию прочности на смятие: