7. Соединения

Соединения подразделяют на 2 группы:

1. Разъёмные (резьбовые, шпоночные)

2. Не разъёмные. (заклёпочные, соединения пайкой. Сварные

Разъемные соединения

7.1. Шпоночные соединения

Шпоночные соединения – служат для закрепления деталей (зубчатых колёс, звёздочек, муфт и т.д.) на валах.

Шпонки передают крутящий момент со ступицы на вал или наоборот.

Шпоночные соединения отличаются относительной простотой изготовления и монтажа.

Геометрические параметры шпоночного соединения.

Значения b, h, t₁, t₂- назначают по таблицам ГОСТ в зависимости от диаметра вала d.

Материалы для шпонок – Сталь-45, Сталь-40Х

Проверочный расчёт шпоночного соединения.

Наиболее частый вид отказа шпоночного соединения – разрабатывание (появление люфта вследствие смятия шпонки). Поэтому расчет шпоночных соединений чаще всего ведется по напряжениям смятия:

- площадь смятия.

- расчётная длина шпонки

Если вал и втулка закалены до высокой твёрдости, то шпонку проверяют на срез:

.

В случае невыполнения условий прочности либо ставят вторую шпонку, либо применяют другой вид соединения, например, шлицевое.

7.2. Шлицевые (зубчатые) соединения

Шлицевые соединения предназначены для передачи вращающего момента, образуются при наличие наружных зубьев на валу и внутренних зубьев в отверстии ступицы.

Различают шлицевые соединения (по форме зубьев):

- прямобочные;

- треугольные;

- эвольвентные.

прямобочные треугольные эвольвентные

Обычно (четное число).

Существует три вида расчета шлицевых соединений.

1. Упрощенный расчет по обобщенному критерию

- для неподвижных соединений;

- для подвижных соединений, работающих без нагрузки (блок шестерен в коробке скоростей);

2. Расчет по ГОСТ 21425-75.

Уточненный расчет, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями и по их длине (это связано с погрешностями изготовления и перекосом деталей при нагружении), приработку рабочих поверхностей, срок службы и др. факторы.

3. Расчет на износ.

Производится, если предъявляются особые требования к точности соединения в течение заданного срока службы.

7.3. Резьбовые соединения

Резьбовые соединения – это соединение деталей машин болтами, винтами и шпильками.

Классификация резьбовых соединений:

1. По форме резьбовой поверхности

цилиндрические конические

2. По профилю витков

треугольная с круглым витком трапециидальная

Геометрические параметры резьбы:

d₁ - внутренний диаметр резьбы.

d₂ - средний диаметр резьбы.

d – наружный диаметр резьбы.

Р – шаг резьбы.

- угол профиля витков (для метрической резьбы ).

h – высота витка

- угол подъёма винтовой линии. , гдеn - число заходов резьбы.

Для крепёжных резьб

Неразъемные соединения

7.4. Сварные соединения (электродуговой сваркой)

Сварные соединения это неразъемные соединения, основанные на использовании сил молекулярного сцепления свариваемых деталей при их местном нагреве до расплавленного состояния.

Сварные соединения являются наиболее совершенные неразъемные соединения, так как лучше других приближают соединяемые детали к целым. Прочность сварных соединений при статических и динамических нагрузках доведена до прочности деталей из целого металла. Освоена сварка всех конструкционных сталей, включая высоколегированные и цветные сплавы.

Существуют более 60 способов сварки (газовая; дуговая, металлическим электродом; контактная, основанная на разогреве стыка теплотой, выделяющейся при пропускании через него электрического тока, и сдавливания деталей; электрошлаковая; электронно-лучевая; плазменная и др.). В автомобилестроении при изготовлении кузовов широко применяют контактную точечную сварку.