![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Кафедра прикладной механики
- •Введение
- •Лабораторная работа № 1 Изучение крепёжных деталей и резьбовых соединений
- •1. Теоретические основы работы
- •2. Порядок выполнения работы и оформление её результатов
- •3. Выводы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 Определение коэффициента трения в резьбовом соединении
- •1. Теоретические основы работы
- •2. Порядок выполнения работы и оформление её результатов
- •3. Выводы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 Исследование резьбового соединения на сдвиг деталей
- •1. Теоретические основы работы
- •2. Порядок выполнения работы и оформление её результатов
- •3. Выводы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4
- •1.2. Шлицевые соединения
- •2. Порядок выполнения работы и оформление её результатов
- •3. Выводы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 Выбор посадки для группы соединений с натягом
- •1. Теоретические основы работы
- •2. Порядок выполнения работы и оформление её результатов
- •3. Выводы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 6 Исследование прочности сварных соединений
- •1. Теоретические основы работы
- •2. Порядок выполнения работы и оформление её результатов
- •3. Выводы
- •4. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Содержание
Лабораторная работа № 4
Определение нагрузочной способности
шпоночных и шлицевых соединений
Цель работы: изучить конструкции шпоночных и шлицевых соединений, определить геометрические параметры стандартных шпонок и шлицов и осуществить проверку работоспособности этих соединений при заданных условиях эксплуатации.
Оборудование и инструмент: лабораторные образцы шпоночных и шлицевых соединений, штангенциркуль, линейка.
1. Теоретические основы работы
Шпоночные и шлицевые (зубчатые) соединения относятся к разъёмным соединениям и предназначены для передачи вращающего момента с вала на ступицу сидящей на нем детали (например, зубчатого колеса, полумуфты и т.п.) или наоборот.
1.1. Шпоночные соединения
В шпоночных соединениях вращающий момент с вала на ступицу (или наоборот) передается с помощью специального элемента – шпонки, устанавливаемой в пазах этих соприкасающихся деталей и препятствующей их относительному повороту или сдвигу.
Наиболее широко
распространены в настоящее время
ненапряженные шпоночные соединения с
призматическими шпонками (рис. 4.1).
Центрирование в этих соединений выполняют
по диаметру
посадки ступицы на вал.
Рис. 4.1. Конструктивная схема соединения с призматической шпонкой
Призматические
шпонки имеют, как правило, закругленные
концы и прямоугольное поперечное
сечение, ширина
и высота
которого так же, как и длина
,
стандартизованы, и выбираются по
справочным таблицам ГОСТ 23360-78 [2] в
зависимости от диаметра вала
(табл. 4.1). В качестве материала для
изготовления данных шпонок в ответственных
консструкциях обычно используется
среднеуглеродистая сталь 45.
Таблица 4.1
Геометрические характеристики призматических шпонок из ГОСТ 23360-78
d, мм |
Св.17до22 |
22-30 |
30-38 |
38-44 |
44-50 |
50-58 |
58-65 |
65-75 |
b, мм |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
h, мм |
6 |
7 |
8 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
l, мм |
14-70 |
18-90 |
22-110 |
28-140 |
36-160 |
45-180 |
50-200 |
56-220 |
Шпонки врезают по
ширине
в пазы вала и ступицы на глубину, равную
примерно половине ее высоты
.
Рекомендуемые посадки для шпонки: в паз
вала –Р9/h9, в
паз ступицы –Js/h9.
При этом для соединения вала со ступицей,
например, зубчатого колеса следует
выбирать посадки с натягом типаH7/p6.
Вращающий момент
передается со ступицы на вал узкими
боковыми гранями шпонки (рис. 4.1). При
этом на них возникают напряжения смятия
,
а в продольном сечении шпонки – напряжения
среза
.
Однако, у стандартных шпонок размеры
и
подобраны таким образом, что нагрузку
соединения ограничивают не напряжения
среза, а напряжения смятия. Поэтому
определение работоспособности шпоночного
соединения сводится к проверке его
прочности по напряжениям смятия
,
(4.1)
где
- окружная сила от момента
(Нм), действующая на боковую грань
шпонки;
- площадь смятия;
- рабочая длина шпонки;
- общая длина шпонки;
- длина ступицы;
- допускаемое напряжение смятия в
неподвижных соединениях с призматическими
шпонками [1].