2.4.3.Расчёт болтового соединения при действии внешних сил, сдвигающих детали.

1. Болт с зазором: прижатие деталей под действием силы затяжки вызовет появление сил трения (сцепления) между деталями, которые должны превышать силы сдвига.

Fтр >Fс

F_с – сила сдвига

Fтр =Fз f

или

Проверочный расчёт

FЗ= FР

к можно взять 1,2; тогда:

- расчет болта с зазором

2. Болт без зазора (имеет специальную конструкцию, он называется болтом повышенной точности для отверстий из-под развёртки; этот болт фактически не затягивается и не подвергается напряжению растяжения).

d_O – диаметр чистого болта.

От действия внешних сил чистый болт подвержен каса-тельной напряжения среза.

- проверочный расчет

Чистые болты устанавливаются в случаях, когда имеет место только чистая сила сдвига и нет одновременно воздействия силы сдвига и силы откручивания соединения.

Расчет винтовых соединений при одновременном воздействии внешних сил, откручивание и сдвиг детали (групповые силы).

1. определяем нагрузку на наиболее нагруженый болт (сначала – открывание, потом - сдвиг).

2. производим расчет болта от действия внешней силы, открывающих детали.

3. производим проверку достаточности F_з, назначенную ранее при условном воздействии внешних сил, сдвигающих детали.

3.Соединения вал-ступица

0. Шпоночные соединения

3.1.1Ненапряженные шпоночные соединения

Передают крутящий момент от вала к ступице.

Виды: напряженные и ненапряженные.

Ненапряженные соединения(призматическими шпонками).

Напряжение смятия боковой поверхности шпонки.

(320 МПа из справочника, но напряжение берут пониженным, т. к. на эпюре распределена в действительности неравномерно по высоте и длинне шпонки).

Недостатки призматических шпонок:

- шпонка требует ручной пригонки

- повышенные требования, предъявляемые к симметричности паза (точность).

Достоинства призматических шпонок:

- простота

- дешевизна

Иногда делают 2-3 шпонки в соединении (по отношению пазов друг к другу) или переход к шлицевому соединению. Причем пазы надо изготовить в одной плоскости.

Кроме призматических используют сегментные шпонки:

Рассчитываются по той же формуле, что и призматические.

Достоинства:

- чрезмерная глубина паза ослабляет усталостную прочность вала

Недостатки:

- быстрота извлечения шпонки из паза.

Есть еще круглые и шестигранные шпонки;

Достоинства:

- легко изготавливать

- хорошее распределение нагрузки.

Недостатки:

- не выдерживает больших нагрузок

- сложность изготовления.

а)

б)

3.1.2 Напряженные шпоночные соединения (клиновые шпонки):

Недостатки: - не обеспечивают хорошее центрирование ступицы относительно вала (например, в зубчатых колесах их не используют)

Достоинства:

- хорошо работает в ременных передачах (соединение вала со шкивом)

Шпонки (уклон 1:100)

с головкой без головок

Шпонка на лыске (фрикционная)

Достоинства:

- передают большой Т (чем у просто фрикционных шпонок)

Расчет напряжения шпоночного соединения (клиновых шпонок)

Точка приложения силы нормального давления находится в центре тяжести

- сила нормального давления (вызывает ).

Возьмем сумму моментов всех сил относительно центра вращения вала.

,