122. Геометрические характеристики сечений.

Полярный момент инерции сечения Учитывая, что dA=2πρdρ будем иметь: где d — диаметр стержня. Если в стержне имеется центральное отверстие диаметром d_o , то . Полярные моменты сопротивления будут равны: для сплошного сечения - для кольцевого сечения -

123. Расчеты на прочность и жесткость.

В расчетах элементов конструкции при кручении условие прочностной надежности по допускаемым напряжениям имеет вид: . Обычно назначают [τ_кр] = (0,5..0,6)[σ_p]. Тогда при известном значении крутящего момента в сечении диаметр вала сплошного сечения равен: . На работоспособность элементов конструкций существенное влияние оказывает их жесткость. Для валов приводов ее оценивают путем сопоставления расчетных и допускаемых углов закручивания: Для валов допускаемый угол закручивания [φ] на длине 1 м принимается от 0,3° до 2°. Приводные валы кроме кручения подвергаются также и изгибу, вызываемому массой и усилиями от присоединенных к ним деталей. Поэтому вал необходимо рассчитать по этим двум условиям и из двух найденных значений диаметра выбрать большее.

В упрощенном расчете приводные валы рассчитываются только на кручение, при этом допускаемые напряжения принимаются пониженными.

132 Соединения вал-втулка.

СОЕДИНЕНИЯ ТИПА ВАЛ-СТУПИЦА (с натягом) осуществляется за счет разности посадочных размеров. Таким способом соединяют детали с соосными поверхностями контакта. Соединения собирают преимущественно механическим и «тепловым» способами. Достоинства: простота изготовления, хорошее центрирование и фиксирование взаимного положения сопрягаемых деталей, воспринимают значительные статические и динамические нагрузки.

Недостатки: сложность демонтажа и возможность повреждения посадочных поверхностей, контактная коррозия и снижение прочности соединений при переменных нагрузках (взаимное осевое смещение).

134. Несущая способность соединения.

Критерием работоспособности соединений являются: - несущая способность (прочность сцепления) и прочность деталей. Условие взаимной неподвижности (прочности сцепления) деталей соединения Q≤F_f где Q — внешняя сдвигающая нагрузка; F_f — сила сцепления (трения). Сдвигающее усилие может быть осевым Q=F_a или окружным (тангенциальным) При совместном действии осевой силы и вращающего момента принимают Сила сцепления (трения) образуется на поверхности контакта деталей благодаря контактным напряжениям q от начальной деформации деталей. Если принять, что сила трения пропорциональна контактному напряжению q (где ƒ – коэф. трения), то где q_н — номинальное (среднее) контактное напряжение. С учетом этого соотношения условие взаимной неподвижности деталей соединения будет определяться неравенством, где d и ℓ — диаметр и длина сопряжения. Откуда нагрузочная способность соединения: где k -коэффициент запаса сцепления равный k= 1,5 ... 2.

136 Шпоночные соединения. Общие сведения.

Шпоночным называется соединение соосных деталей с помощью шпонки

Шпонка — специальная деталь, размещаемая в пазах вала и ступицы. В машиностроении применяют стандартизованные призматические, сегментные, клиновые, цилиндрические шпонки. Достоинства: простота конструкции, невысокая стоимости изготовления, удобство сборки и разборки.

Призматические шпонки используются в конструкциях наиболее часто. Они имеют прямоугольное сечение с отношением высоты к ширине h/b для валов диаметром до 22 мм - h/b= 1 а для валов больших диаметров - до h/b = 0,5. Материал шпонок — чистотянутая сталь с пределом точности σ_В≥600 МПа. Сегментные шпонки используют в основном на малонагруженных участках вала.