Детали машин / Konspekty_lekcii / Конспекты лекций / Лекция 15. Соединения типа вал-ступица
.pdf8. Проблемные ситуации
Проблемные ситуации, возникающие в процессе проектирования разъемных нерезьбовых соединений, можно разделить на две группы:
а) проблемы конструктивного характера; б) проблемы, связанные с оценкой работоспособности соединения.
Проблемы конструктивного характера – проблемы определения места соединения в определенной конструкции, условий эксплуатации, его назначения и т. п. Такие проблемы решаются для конкретного случая разработки изделия. Поэтому ниже будут рассмотрены только проблемы, связанные с оценкой работоспособности соединения.
Проектирование шпоночного соединения
П р о б л е м а в ы б о р а т и п а ш п о н к и. При значениях диаметров вала менее 3 мм для сегментных шпонок и менее 5 мм для призматических следует отказаться от такого соединения, заменив его на штифтовое.
При значениях диаметров вала более 42 мм сегментные шпонки не применяются – следует выбрать другой тип шпонки. При значениях диаметров вала более 200 мм используются только шлицевые соединения.
П р о б л е м а в ы б о р а т е р м о о б р а б о т к и. Предусмотрено два варианта термообработки деталей соединения:
а) термообработке подвергается только вал; б) термообработка применяется для вала и втулки насаживаемой детали.
Второй вариант повышает нагрузочную способность по напряжениям
6
смятия и частично снимает контактную перегрузку детали.
Нет
П р о б л е м а в ы б о р а п а р а м е т р о в ш п о н к и. Рекомендуемые значения ширины, высоты и длины шпонки находят по таблицам стандартов. Для призматических шпонок значения ширины и высоты шпонки можно принимать либо рекомендуемые, либо меньше в случае недогрузки, согласовав эти величины со стандартными значениями.
Длина шпонки для данного сечения должна соответствовать стандартному диапазону.
Для сегментных шпонок каждому значению ширины соответствует несколько значений высоты, поэтому высоту шпонки вводят путем выбора стандартных значений. Длина сегментной шпонки не выбирается, так как ее значение строго соответствует выбранным значениям ширины и высоты.
П р о б л е м а н е д о г р у з к и ш п о н о ч н о г о с о е д и н е н и я. Для уменьшения процента недогрузки можно использовать следующие варианты:
11
а) уменьшить длину призматической шпонки. Для этого нужно взять меньшую длину шпонки из списка рекомендуемых длин;
б) уменьшить высоту сегментной шпонки, выбрав из стандартного перечня другое значение. Уменьшить размеры поперечного сечения шпонки b и h, согласовав эти значения со стандартом. При значительной недогрузке целесообразно отказаться от шпоночного соединения и перейти на штифтовое.
П р о б л е м а п е р е г р у з к и. Устранить перегрузку шпонки призматической можно путем увеличения ее длины. Для этого необходимо выбрать из стандарта бόльшую длину стандартной шпонки.
Перегрузку сегментной шпонки можно снизить за счет увеличения ее высоты и длины.
Исключить перегрузку можно постановкой нескольких шпонок. При значительной перегрузке целесообразно отказаться от шпоночного соединения и перейти на шлицевое соединение.
Проектирование шлицевого соединения.
П р о б л е м а в ы б о р а п а р а м е т р о в ш л и ц е в. Для шлицевых эвольвентных соединений необходимо уточнить значение наружного диаметра шлицев и модуля согласно стандарту. Значение модуля в процессе расчета можно изменять при перегрузках и недогрузках соединения.
Для прямобочных шлицев все значения параметров выбираются в зависимости от исходных данных.
П р о б л е м а н е д о г р у з к и. Для уменьшения процента недогрузки следует:
а) уменьшить длину ступицы детали; б) изменить серию шлицев, перейдя на более легкие условия работы
и эксплуатации; в) при значительной недогрузке следует отказаться от шлицевого
соединения и выбрать шпоночное соединение.
П р о б л е м а п е р е г р у з к и. Устранить перегрузку шлицевого соединения можно следующим образом:
а) увеличить длину ступицы детали; б) изменить условия работы на более тяжелые путем замены серий
шлицев.
Проектирование штифтового соединения.
П р о б л е м а в ы б о р а п а р а м е т р о в ш т и ф т а (блоки 3, 6 рис. 15.11). Рекомендуемые значения диаметров штифта и его длину находят по таблицам стандартов. При этом значение диаметра можно принимать либо рекомендуемые, либо меньше. Длину штифта следует принимать в диапазоне стандартных значений для данного диаметра в бόльшую сторону по отношению к рекомендуемому.
12
Пр о б л е м а н е д о г р у з к и. Для уменьшения процента недогрузки есть два пути:
а) уменьшить диаметр штифта либо число штифтов; б) взять менее прочный материал штифта.
Пр о б л е м а п е р е г р у з к и. При перегрузке штифтового соединения, предназначенного для передачи крутящего момента, необходимо отказаться от этого типа соединения и перейти на шпоночное соединение.
Контрольные вопросы
1.Посредством чего осуществляется разъем штифтовых, шпоночных
ишлицевых соединений?
2.Для чего предназначены шпоночные соединения?
3.Достоинства и недостатки шпоночных соединений.
4.Как классифицируют шпоночные соединения?
5.Чем отличаются напряженные и ненапряженные шпоночные соеди-
нения?
6.Какие типы шпонок используют при ненапряженных соединениях?
7.По какому параметру проверяют на работоспособность призматические шпонки?
8.Чем отличается сегментная шпонка от призматической?
9.Из каких материалов изготавливают шпонки?
10.Для чего используют шлицевые соединения?
11.Как классифицируют шлицевые соединения?
12.Достоинства и недостатки шлицевых соединений по сравнению со шпоночными.
13.Какое назначение имеют штифтовые соединения?
14.Как классифицируют штифты?
13