15.Сварные соединения. Общая характеристика. Типы сварных соединений и сварных швов

Сварка- образуется вследствие сваривания 2-х металлов, сваривается др.с др. под действием температур.

Виды сварки:

-электродуговая

-газовая

-электроконтактная

-сварка под флюсом

-электрошлаковая

Сварной шов – это закристаллизовавшийся металл, который в процессе сварки находился в расплавленном состоянии.

Сварное соединение – ограниченный участок конструкции, содержащий один или несколько сварных швов.

Виды сварных швов

В зависимости от формы сечения сварные швы могут быть

• стыковыми;

• угловыми;

• прорезными (электрозаклепочными).

Виды сварных швов приведены на рисунке ниже.

Рисунок. Сварные швы: стыковой, угловой и прорезной.

В зависимости от расположения различают швы:

-фланговые

-лобовые

-косые

Виды сварных соединений

В зависимости от характера сопряжения свариваемых деталей различают следующие виды сварных соединений:

• стыковые соединения;

• угловые соединения;

• тавровые соединения;

• нахлесточные соединения;

• торцовые соединения.

Стыковым соединением называется сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцевыми поверхностями и размещенных на одной поверхности или в одной плоскости. Основные виды стыковых сварных соединений представлены на рисунке ниже.

Рисунок. Стыковые сварные соединения: без скоса кромок, с криволинейным скосом кромок, с V-образным скосом кромок, с X-образным скосом кромок

Угловым соединением называется сварное соединение двух элементов, размещенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев.

Тавровым соединением называется такое сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и присоединен к боковой поверхности другого элемента.

Основные виды угловых и тавровых сварных соединений продемонстрированы на рисунке ниже.

Рисунок. Угловые и тавровые сварные соединения: без скоса кромок, со скосом одной кромки, с двумя скосами одной кромки

Нахлесточным соединением называется сварное соединение параллельно размещенных и частично перекрывающихся элементов.

Торцовым соединением называется такое сварное соединение, в котором боковые поверхности элементов примыкают друг к другу.

Рисунок. Нахлесточные сварные соединения без скоса кромок и торцовые сварные соединения

14.Косозубые цилиндрические передачи. Основные особенности расчета зубьев косозубых передач по контактным напряжениям.

Особенности расчета на прочность цилиндрической косозубой передачи по контактным напряжениям.

σ_H=1,18∙Z_Нβ√[Е_прT₁К_Н(u±1)/d²_w1b_wsin2α_wu]≤[σ_H],

где Z_Нβ – коэф. повышения прочности, K_H=K_HVK_HβK_Hα – коэф. контактной прочности, K_Hα – коэф. неравномерности нагрузки одновременно зацепляющихся пар зубьев, K_Hβ – коэф., учитывающий концентрацию нагрузки по длине зуба, завис. от расположения передачи относит-но опор, K_HV – коэф. динамичности, завис. от окружной скорости колес, точности изготовления, u – фактич. значение передат. числа. Проект. расчет: d₁=1,2⁽³⁾√[E_прT₁K_Hβ(u±1)/[σ_H]²ψ_bdu], ψ_bd=b/d₁=0,5ψ_ba(u+1), ψ_ba=0,4…0,5 – коэф. ширины зубч. венца по отнош. к диаметру.

Геометрия и кинематика косозубых цилиндрических передач

Цилиндрические колеса, у которых зубья расположены по винтовым линиям на делительном диаметре, называют косозубыми. При работе такой передачи зубья входят в зацепление не сразу по всей длине, как в прямозубой, а постепенно; передаваемая нагрузка распределяется на несколько зубьев. В результате по сравнению с прямозубой повышается нагрузочная способность, увеличивается плавность работы передачи и уменьшается шум. Поэтому косозубые передачи имеют преимущественное распространение рис. 2.3.14. 

; Рис. 2.3.1 Цилиндрическая косозубая а) и шевронная б) передача

С увеличением угла наклона   линии зуба плавность зацепления и нагрузочная способность передачи увеличиваются рис.2.3.15, но при этом увеличивается и осевая сила Fа, что нежелательно. Поэтому в косозубых передачах принимают угол   .

Рисунок 2.3.15 Геометрия косозубых колес

Основные геометрические размеры зависят от модуля и числа зубьев. При расчёте косозубых колёс учитывают два шага: нормальный шаг зубьев pn - в нормальном сечении,  окружной шаг pt – в торцовом сечении; при этом    Соответственно шагам имеем два модуля зубьев: 

(2.3.22)  (2.3.23) при этом  (2.3.24)

где mt и mn – окружной и нормальный модули зубьев.  За расчётный принимают модуль mn, значение которого должно соответствовать стандартному. Это объясняется следующим: для нарезания косых зубьев используется тот же инструмент, что и для прямозубых, но с соответствующим поворотом инструмента относительно заготовки на угол   . Поэтому профиль косого зуба в нормальном сечении совпадает с профилем прямого зуба; следовательно, mn=m. Диаметры делительный и начальный

(2.3.25)

Диаметры вершин и впадин зубьев

(2.3.26) (2.3.27)

Межосевое расстояние

(2.3.28)

Силы в зацеплении

Силы в зацеплении определяют в полюсе зацепления. Сила  , действующая на зуб косозубого колеса рис. 2.3.16, направлена по нормали к профилю зуба, т.е. по линии зацепления эквивалентного прямозубого колеса и составляет угол   с касательной к эллипсу. 

Рисунок 2.3.16Схема действия сил в зацеплении косозубых колес

Разложим эту силу на две составляющие: окружную силу на эквивалентном колесе:  (2.3.22)  радиальную силу на этом колесе:   (2.3.33) Переходя от эквивалентного к косозубому колесу, заметим, что сила   является радиальной силой   и для этого колеса, т.е.

сила Ft расположена в плоскости, касательной к начальному цилиндру, и составляет угол   с осью колеса. Разложим силу Ft на две составляющие: окружную силу   (2.3.35), и осевую силу   (2.3.36). Окружная сила известна. Её определяют по передаваемому моменту и диаметру делительной окружности зубчатого колеса  (2.3.37) Тогда из формулы (2.3.35):  следует   Подставив силу   и выражения   ,  окончательно получим: радиальную силу   (2.3.38)  и осевую силу   (2.3.39). На зубья шестерни и колеса действуют одинаковые, но противоположно направленные силы. При определении их направления учитывают направление вращения колёс и направление наклона линии зубьев   (правое и левое). Наличие в зацеплении осевой силы, которая дополнительно нагружает валы и подшипники, является недостатком косозубых передач