
- •Вопросы к гос по специальности 050502
- •1. Детали машин: классификация, критерии работоспособности, допускаемые напряжения. Проектный и проверочный расчеты
- •2. Соединения деталей машин. Принципы расчета соединений
- •Разъемные соединения Шпоночные соединения
- •Призматические шпонки
- •Материалы
- •Критерии работоспособности и расчет шпоночных соединений
- •Шлицевые соединения
- •Критерии работоспособности и расчет шлицевых соединений
- •Резьбовые соединения
- •Стандартные крепежные детали
- •Самоторможение и способы стопорения резьбовых соединений
- •Критерии работоспособности крепежных деталей
- •Штифтовые и клиновые соединения
- •Неразъемные соединения Заклепочные соединения
- •Расчет на прочность заклепочного соединения
- •Соединения с гарантированным натягом
- •Условие неподвижности деталей в соединении
- •Способы получения соединений с натягом
- •Расчет соединений с натягом
- •Сварные соединения
- •Применение
- •Виды сварных соединений и сварных швов
- •1. Стыковые соединения (встык)
- •2. Cоединения (внахлест)
- •3. Тавровые соединения (втавр)
- •4. Угловые соединения
- •Расчет сварных швов на прочность
- •Паяные соединения
- •3. Механические передачи: классификация, основные силовые и кинематические соотношения. Примеры расчета передач
- •Классификация механических передач
- •Основные кинематические и силовые соотношения в передачах
- •Расчет цилиндрической передачи
- •1. Выбор материала зубчатых колес и определение допускаемых напряжений.
- •3. Проверочный расчет передачи
- •Смазывание
- •Применение
- •Пример кинематического расчета редуктора
Критерии работоспособности и расчет шпоночных соединений
Соединяемые
детали вращаются, следовательно действует
вращающий момент Т,
равный моменту на этом валу. Вращающий
момент определяется окружной силой
.
При работе вращающий момент передается с вала на ступицу или наоборот боковыми гранями шпонки, на которых возникают напряжения смятия, а в продольном сечении шпонки возникают напряжения среза.
Рис.
4. Соединение призматической шпонкой
Прочность шпоночного соединения проверяют на смятие по формуле:
,
где
-
окружная сила, Н;
- площадь смятия, мм2;
- вращающий момент, Н м;
-
диаметр вала, мм;
-
высота шпонки, мм;
-
длина шпонки, мм;
-
допустимое напряжение смятия, МПа.
(меньшие значения для чугунных ступиц,
большие для стальных).
Проверку
на срез делают по формуле:
,
где
- ширина шпонки, мм;
- допустимое напряжение на срез, МПа.
Шлицевые соединения
Шлицевые соединения
образованы выступами–зубьями на валу,
входящими во впадины-пазы во втулке
(рис. 1).
Рис.
1. Шлицевой вал (1) и втулка (2)
Классификация шлицевых соединений
По
конструкции шлицы бывают:
-
прямобочные, - эвольвентные,
- треугольные.
Рис. 2. Профили шлицев
Прямобочные шлицевые соединения различают по способу центрирования. Наиболее точное центрирование по наружному диаметру D (а).
Рис.
3. Способы центрирования шлицевых
соединений
Шлицевые соединения подбирают по ГОСТ в зависимости от диаметра вала.
По сравнению со шпоночными, шлицевые соединения имеют следующие достоинства:
- большая нагрузочная способность, т.к. поверхность контакта больше;
- нет необходимости в дополнительных деталях;
- концентрация напряжений у основания шлицев меньше, чем в пазах шпоночного соединения.
Недостатки:
- возникновение местных напряжений в пазах;
- неравномерное распределение нагрузки между шлицами;
- необходимость при изготовлении специального режущего и измерительного инструмента.
Критерии работоспособности и расчет шлицевых соединений
Основным критерием работоспособности шлицевых соединений является:
- сопротивление смятию рабочих (боковых) поверхностей шлицев.
Расчет шлицевых соединений на прочность проводят по напряжениям смятия на боковых поверхностях шлица.
Если
шлицевое соединение нагружено крутящим
моментом T
, то на боковой поверхности шлицев
возникают напряжения смятия:
:,
МПа
где
-
расчетный вращающий момент;
- средний диаметр шлицевого соединения;
- площадь смятия, где
-
рабочая высота зубьев,
- длина ступицы,
-
число зубьев;
-
допускаемое среднее напряжение на
смятие. Тогда
.
Для учета неравномерности распределения
нагрузки по шлицам вводят коэффициент
.
Резьбовые соединения
Резьбовыми называются разъемные соединения, собранные с помощью крепежных деталей или резьбы, выполненной на соединяемых деталях. Резьбовые соединения получили самое распространенное применение в машиностроении.
Основным элементом резьбового соединения является резьба, которая получается путем прорезания на поверхности деталей канавок по винтовой линии.
Рис.
1. Основные
типы резьб
В качестве основной крепежной резьбы применяется метрическая резьба.
1.
Метрическая
резьба, имеет
профиль в виде равностороннего
треугольника, угол при вершине
.
Радиальный зазор в резьбе делает ее
негерметичной. Метрические резьбы
делятся на резьбы с крупным и мелким
шагом. Метрическая резьба с крупным
шагом обозначается: М20, т.е. диаметр
резьбы 20 мм. (с мелким шагом добавляют
шаг -
Также
применяется: дюймовая
резьба (1 дюйм = 25,4 мм), имеет профиль
равнобедренного треугольника с углом
при вершине
,
трубная
резьба, мелко- дюймовая резьба, с
закругленными выступами и впадинами.
Отсутствие радиальных зазоров делает
резьбовое соединение герметичным,
трапецеидальная
резьба – это основная резьба в передаче
винт-гайка, упорная резьба имеет профиль
неравнобокой трапеции с углом 300,
прямоугольная,
круглая
резьба – профиль состоит из дуг,
сопряженных прямыми линиями. Угол
профиля – 300
.