Основы проектирования машин / ГЛАВА 4.2.7 КЛЕММОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

ГЛАВА 4.2.7 КЛЕММОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ.

Клеммовые соединения (рис. 4.2.26a) применяются для крепления деталей на валах и осях. Они выполняются с неразъемной или разъемной ступицей (рис. 4.2.26b, c). Неподвижность такого соединения обеспечивается посредством трения на сопряженной поверхности клеммы. Трение в контакте, в свою очередь, возникает вследствие усилий затяжки резьбового соединения.

Рис. 4.2.26

Клеммовые соединения просты в изготовлении, монтаже и демонтаже. Однако существенным недостатком таких соединений является их малая нагрузочная способность. При больших нагрузках соединения получаются громоздкими, и их применение считается неоправданным. Не рекомендуется также использование клеммовых соединений при высоких скоростях вращения вала, так как это может привести к появлению значительных динамических нагрузок.

Расчет клеммового соединения одинаков для любых видов клемм, но в сильной степени зависит от принятой расчетной модели.

Рис. 4.2.27

Рассмотрим вначале модель, при которой клемма считается абсолютно жесткой и установленной с зазором (рис. 4.2.27). В таком случае ее контакт с валом полагается линейным, а нормальные давления представляются равномерно распределенными по линии контакта. Условие отсутствия сдвига при приложении момента вращения для такой модели можно записать в виде

Предложенная выше расчетная модель является предельной. Можно также рассмотреть альтернативную предельную модель: клемма установлена на валу без зазора и считается податливой (рис. 4.2.28). Контакт с валом

в таком случае принимается равномерным. Если предположить, что контактное давление постоянно и равно p , а

ширину клеммы обозначить через b , то условия несдвигаемости при приложении нагрузок различных типов представляются в форме следующих неравенств:

Следует отметить, что как первая, так и вторая модели не отражают объективной картины, поскольку клемму нельзя считать ни абсолютно жесткой, ни абсолютно податливой. Полученные результаты следует

рассматривать лишь как некоторые предельные решения. Реальную величину силы затяжки F0 , обеспечивающей

передачу требуемого момента вращения T , для клеммы конечной жесткости рекомендуется рассчитывать по следующим формулам:

•для случая приложения момента вращения -

В случае одновременного приложения осевой силы и момента вращения расчет на несдвигаемость выполняется по результирующей нагрузке Fas , значение которой определяется из выражения

В заключение необходимо выполнить расчет прочности винтов. Под расчетом прочности винтового соединения понимается определение диаметра винта по известным величинам силы затяжки и внешней нагрузки с учетом материала винта. Такая задача рассмотрена в главе 4.1 .