49. Расчет заклепочных соединений.

Заклепочные соединения в недалеком прошлом были основным видом неразъемных соединений. Однако в настоящее время они почти полностью вытеснены сварными соединениями и применяются только там, где недопустим нагрев деталей, или при соединении несвариваемых деталей.

В заклепочных соединениях нагрузка передается за счет сцепления соединяемых деталей с помощью заклепок и сил трения между ними.

Расчет на прочность заклепочных соединений при действии нагрузки в плоскости стыка (поперечная нагрузка) аналогичен расчету на срез и смятие болтов, поставленных без зазо­ра, и соединений точечной сваркой. Силовые (прочные) заклепоч­ные соединения широко используются в деталях общего назначе­ния (крепление лопаток турбин, соединение деталей рам автомобилей, крепление тормозных лент и накладок и фрикционных на­кладок дисков сцепления, противовесов коленчатых валов, ступиц и дисков колес и др.).

Сравнительной характеристикой качества заклепочного соединения является коэффициент прочности шва φ, определяемый как отношение разрывной прочности ослабленного отверстиями сечения (F(штрих)=δ(t-d)iσ) к прочности сечения без отверстий (F=δtiσ).

φ=F(штрих)/F=(t-d)/t=1- d/t

i-количество пар пов-тей трения; d- диаметр отверстий под заклепки.

При шахматном расположении заклепок t=(2…2,5)d,при цепном: t=3d.

Расчет заклепок в соеднении сводится к выбору их кол-ва из условия прочности на срез и смятие. Предварительно выбирают диаметр заклепок d=2δ для нахлесточных соединений и d=1,5δ для соединений с двумя накладками. Толщина накладок 0,8h.

Условие прочности на срез и необходимое кл-во заклепок z:

τ=4F/(πd2zi)≤[τ(штрих)]; z≥4F/(πd2i[τ(штрих)]); [τ(штрих)]=140МПа

Условие прочности на смятие и кол-во заклепок:

σсм=F/(δdz)≤[σ(штрих)]см; z=F/(δd[σ(штрих)]см). [σ(штрих)]см=280Мпа

При действии растягивающих усилий вдоль оси стержня заклепки в ее головке возникают напряжения смятия на поверхностях, примыкающих к соединяемым деталям:

σсм=4F/π(D2-d2)≤ [σ(штрих)]см; τ=F/πdh≤[τ(штрих)]; σp=4F/πd2≤[σ(штрих)p]

Условие прочности для наиболее нагруженной заклепки от действия момента MF=Fbl будет иметь вид: τM=4Mρmax/πd2i∑ρ2i ≤[τ(штрих)], и при действии сдвигающей силы τFb=4Fb/πd2iz≤[τ(штрих)]; τFr=4Fr/πd2iz≤[τ(штрих)].

Условие прочности соединения:

τ= τM+√ τ2 Fb+ τ2 Fr ≤ [τ(штрих)].

50. Геометрия и кинематика зубчатых передач. Основные параметры цилиндрических зубчатых передач.

Принцип действия зубчатой передачи основан на зацеплении пары зубчатых колес. Основные преимущества зубчатых передач:

1)высокая нагрузочная способность при малых габаритах;

2)большая долговечность и надежность работы;

3)высокий КПД(0,97-0,98);

4)возможность применения в широком диапазоне скоростей, мощностей и передаточных отношений.

Среди недостатков – повешенные требования к точности изготовления; шум при больших скоростях; высокая жесткость, не позволяющая компенсировать динамические нагрузки. Все понятия и термины, относящиеся к геометрии и кинематике зубчатых передач стандартизованы.

С кинематической точки зрения зацепление зубчатых колес эквивал. качению друг по другу без скольжения 2-ух окружностей, которые наз-ся начальными. Меньшая из пар зубчатых колес наз шестерней, а большая – колесом. При изменении межосевого расстояния меняются и диаметры начальных окружностей(dw1, dw2).

Геометрические параметры цилиндрического колеса:

d – делительный диаметр; da – диаметр вершин; df – диаметр впадин; db – основной диаметр; de – диаметр окружности граничных точек; dk – диаметр окружности притупленных кромок; ha – высота делительной головки зуба; hf – высота делительной ножки зуба; h – высота зуба; s – делительная толщина зуба; pt – окружной шаг зубьев; pn – нормальный шаг зубьев; px – осевой шаг зубьев; β – угол наклона линии зуба, αt – угол профиля; z1, z2 – число зубьев шестерни и колеса (z1≥17); d1, d2 – диаметры делительных окружностей, по которым обкатывается инструмент при нарезании; α – угол профиля зуба, различают делительный угол профиля (α) и угол профиля начальный (αw).

Передаточное число: u=z2 / z1= dw1 / dw2;

Отношение шага по длине делительной окружности к числу π называется модулем зубьев (m). Он является основной характеристикой размеров зубьев.