24. Условие прочности сварного соединения
τ =
где Т – крутящий момент;
[τ'] – допускаемое напряжение кручения;
-
полярный
момент сопротивления расчетного се-
чения сварного шва.
25 Заклёпочные соединения
Образуются
с помощью специальных деталей – заклёпок
[1, 10, 38]. Заклёпка имеет грибообразную
форму и выпускается с одной головкой
(закладной) вставляется в совместно
просверленные детали, а затем хвостовик
ударами молотка или пресса расклёпывается,
образуя вторую головку (замыкающую).
При этом детали сильно сжимаются, образуя
прочное, неподвижное неразъёмное
соединение.
Достоинства заклёпочного соединения:
соединяют не свариваемые детали (Al);
не дают температурных деформаций;
детали при разборке не разрушаются.
Недостатки заклёпочного соединения:
детали ослаблены отверстиями;
высокий шум и ударные нагрузки при изготовлении;
повышенный
расход материала.
Заклёпки изготавливают из сравнительно мягких материалов: Ст2, Ст3, Ст10, Ст15, латунь, медь, алюминий.
26-27.Заклёпки
испытывают сдвиг (срез) и смятие боковых
поверхностей.
По этим двум критериям рассчитывается диаметр назначаемой заклёпки. При этом расчёт на срез – проектировочный, а расчёт на смятие – проверочный.
Здесь и далее имеем в виду силу, приходящуюся на одну заклёпку.
При одной плоскости среза диаметр заклёпки: |
При двух плоскостях среза (накладки с двух сторон): |
|
|
Напряжения смятия на боковых поверхностях заклёпки см = P/Sd ≤ []см,
где S – толщина наименьшей из соединяемых деталей. При проектировании заклёпочных швов как, например, в цистернах, необходимо следить, чтобы равнодействующая нагрузок приходилась на центр тяжести шва.
Следует симметрично располагать плоскости среза относительно линии действия сил, чтобы избежать отрыва головок.
Кроме того, необходимо проверять прочность деталей в сечении, ослабленном отверстиями.
28 Шпоночные соединения
Передают
вращающий момент между валом и колесом.
Образуются посредством шпонки,
установленной в сопряжённые пазы вала
и колеса. Шпонка имеет вид призмы, клина
или сегмента, реже применяются шпонки
других форм.
Шпоночные соединения:
просты, надёжны;
удобны в сборке-разборке;
дёшевы.
Шпонки, однако:
ослабляют сечение валов и ступиц колёс;
концентрируют напряжения в углах пазов;
нарушают центрирование колеса на валу (для этого приходится применять две противоположные шпонки).
Шпоночные соединения могут быть:
-ненапряжёнными, выполняемыми призматическими или сегментными шпонками. Они передают момент только боковыми гранями;
-напряжёнными, выполняемыми клиновыми шпонками.
29 Подбор шпонок и проверочный расчет шпонок
10.1 Принимаем по ГОСТ 23360 – 78 размер шпонок, пазов и длину шпонок. Материал шпонок СТ45 (нормализованная). Назначаем допускаемое напряжение на смятие при стальной [у]СМ = 100 … 120(Н/мм2):
Диаметр вала, мм |
Сечение шпонки, мм |
Фаска, мм |
Глубина паза, мм |
|
|||
b |
h |
вала |
ступицы |
|
|||
30 |
8 |
7 |
0,4 |
4 |
3,3 |
32 |
|
48 |
14 |
9 |
0,4 |
5,5 |
3,8 |
50 |
|
Длина шпонки должна быть на 3 … 10 мм меньше длины ступицы детали насаживаемой на вал и принимают длину из ряда стандартных длин.
10.2 Проверяем соединения, осуществляемые с помощью призматических шпонок на смятие рабочих поверхностей и соединительных деталей для шестерни уСМ1 и колеса уСМ2:
где:
Т1 – вращающий момент на быстроходном валу, Н*м
d – диаметр быстроходного вала под подшипник, мм
h – высота сечения шпонки, мм
lр – расчетная длина шпонки, равная lр = l – b = 32 – 8 = 24(мм)
где:
Т2 – вращающий момент на тихоходном валу, Н*м
d – диаметр тихоходного вала под подшипник, мм
h – высота сечения шпонки, мм
lр – расчетная длина шпонки, равная lр = l – b = 50 – 14 = 36(мм)
уСМ при стальных ступицах берется от 100 до 150 Мпа. Меньшие значения допускаемых напряжений принимают при передачах неравномерных или передаточных нагрузках.