МЕХАНИКА (1)

Т

Стыковые швы рассчитывают на прочность по номинальному

сечению соединяемых деталей (без учета утолщения швов) как це-

Н

лые детали. От внешней растягивающей силы F в сечении шваУвоз-

никают напряжения растяжения

Б

σp

F

,

σp

N

,

(26.1)

l S

A

й

и

где l и S – соответственно длина шва

толщина соединяемых деталей.

Условие прочностной надежности

р

о

σp .

(26.2)

т

σp

В расчетах принимают

σp

= (0,9–1,0)

σp , где σp

– допус-

при

каемое напряжен е

рас яжении основного материала.

Допустима растяг вающая сила при обращении неравенства

ство

F

l

S.

(26.2) в равен

p

п

Нормальныезнапряжения в шве при совместном действии

внешней силы F и изгибающего момента М (рис. 26.9)

е

Р

σmax

M

F

σp

,

(26.3)

W

l S

τ

F

τш ,

У

0, 7Kp L

где τ – номинальное напряжение среза;

τш – допускаемое напряжение в сварном шве при срезе.

В расчетах принимают

Т

Н

Kp = (0,9–1,2) · Smin,

где Smin – наименьшая толщина свариваемого элемента Kpmin > 3 мм

при S > 3 мм.

Б

l ≥ 30 мм; la ≥ 30 мм; lφ ≤ 50K.

Допустимая растягивающая нагрузка

й

F

0, 7K L

τ

.

иp ш

р

Соединение комбинир ванным (лобовым и фланговым) швом

при действии момен а в пл ск сти стыка при упрощенном расчете

рассчитывают, полагая, ч

ошвы работают независимо.

Тавровые соед нентя, выполненные угловыми швами, рассчи-

тывают по формуле

и

M

з

τmax

τш

Wш

о

с уч том числа швов.

Мом нт сопротивления продольного сечения шва

п

е

0, 7K

p

h2

Р

Wш

6

,

Kp ).

где h – высота листа ( h

ними расплавленным припоем.

Н

У

Швы неразъемных соединений, получаемые пайкой и склеивани-

ем, условно изображают по СТ СЭВ 138–76.

Т

Припой или клей в разрезах (рис. 26.11, а, б, г, д, е) и на видах

(рис. 26.11, в) изображают линией, которая в два раза толще основ-

й

ной сплошной. Для обозначения пайки (рис. 26.11, а, б, в) или скле-

ивания (рис. 26.11, г, д, е) применяют условныеБзнаки, которые

наносят на линии-выноске от сплошной основной линии. Швы, вы-

р

полненные пайкой или склеиван ем по периметру, обозначаются

линией-выноской,

заканчивающейся окружностью диаметром 3–

4 мм (рис. 26.11, б, д).

го

и

На изображении паян

с единения при необходимости указы-

т

вают размеры шва и обозначения шероховатости поверхности.

и

В соединениях пайкой и склеиванием место соединения элемен-

тов в разрезах и на в дах показывают утолщенной (в два раза) кон-

з

турной линией.

символов

Если же соединяемые элементы показаны в сечении зачерненны-

ми, то место с единения изображается просветом.

Обозначение с единений пайкой и склеиванием производится с

е

помощью

и знаков, проставляемых на линии-выноске, ко-

торая заканчивается стрелкой, указывающей непосредственно шов,

Р

или точкойппри указании невидимых частей соединения.

.

У

а

г

Т

Н

Б

б

й

д

и

р

о

т

е

и

в

Р с. 26.11. Паяные и клеевые соединения

з

о

Общая характеристика и особенности расчета

п

единяемых вала 2 и ступицы 3 (рис. 26.12).

У

Т

Н

Б

й

Рис. 26.12. С

п иизматической шпонкой

р

В машиностроении применяют ненапряженные (без нагрузки)

соединения (с помощью призматических и сегментных шпонок) и

оединение

напряженные (с помощью клиновых шпонок). Шпонки этих типов

стандартизованы,

т

х размеры выбирают по ГОСТ 23360–78,

ГОСТ 24071–80

ГОСТ 24068–80.

и

Основные д ст инства соединений: простота конструкции и воз–

з

можность жестк й фиксации насаживаемой детали в окружном

направлении.

о

Однако соединения трудоемки в изготовлении, требуют ручной

пригонки или подбора. Это ограничивает использование со-

п

дин ний в машинах крупносерийного и массового производства.

е

Не рекомендуется применение соединений для быстро вращающих-

ся валов ответственного назначения из-за сложности обеспечения

Рконцентричной посадки сопрягаемых деталей.

σсм

2T

σсм ,

У

d lp

(26.4)

t2

Т

где T – вращающий момент;

lp – рабочая длина шпонки (см. рис. 26.12);

t2 = 0,4h – глубина врезания шпонки в ступицу;

Б

На практике сечение шпонки подбирают по ГОСТН23360–78 в

10 мм меньше длины ступицы. Затем по формуле (26.4) оценивают

прочность соединения на смятие

выч сляют предельный мо-

р

σй.

мент, соответствующий напряжен ю

о

см

26.4.2. Шлицевые соединения

т

и

Общие сведения. Шлицев е соединение условно можно рас-

сматривать как многошпоночное, у которого шпонки выполнены

з

как одно целое с валом. По сравнению со шпоночными соединени-

о

Н

У

Рис. 26.13. Расчетная схема зуба шлицевого соединенияТ

Б

Учитывая, что соединения в машинах выходят из строя преиму-

щественно из-за повреждения рабочих поверхностей зубьев (смя-

й

тие, износ) и усталостного разрушения шлицевых валов, после про-

и

ектирования выполняют проверочный расчет зубьев.

Условие прочности по

допускаемым напряжениям смятия

имеет вид

р

где dm – средний д аме р соединения;

σсм

2T

σсм

,

z dm h l ψ

z – число

зубьев

т

;

h и l– соответственно высота и длина поверхности контакта

зубьев;

и

п

ψ – к эффициент, учитывающий неравномерное распределение

нагрузки между зубьями и вдоль зубьев (ψ = 0,5–0,7);

е

σсм –доускаемое напряжение смятия на боковых поверхно-

стях.

26.4.3. Профильные соединения

РОбщие сведения. Профильными называют соединения, в кото-

σсм

Ft

σсм

,

Aсм

где Ft – срезающая сила (осевая или окружная);

У

i – число поверхностей среза;

Т

A

πd

2

– площадь штифта при срезе;

Н

c

4

Ac

d D d1 – площадь поверхности смятия (сжатия);

Б

σсм

й

= 200–300 МПа – допускаемое напряжение при смятии.

и

р

о

т

и

а

з

б

п

Рис. 26.15. Схемы к расчету соединений радиальным (а) и осевым (б) штифтами:

е

оd – диаметр штифта; d1 – диаметр вала

d1

Ср зающая сила при передаче вращающего момента

F

2T

.

t

Осевые штифты (круглые шпонки) применяют в машинострое-

Рнии для передачи вращающего момента в неразъемных соединениях.