Шпоночные, шлицевые, профильные соединения. Область применения. Методы расчета на прочность.

Расчет резьбы на прочность

При расчете резьбы на прочность принимают следующее допущение: все витки резьбы нагружаются равномерно (хотя теоретическими и экспери­ментальными исследованиями установлено, что для гайки с шестью витка­ми первый виток резьбы воспринимает 52 % всей осевой нагрузки, вто­рой — 25 %, третий — 12 %, шестой — только 2 %).

 

Расчет резьбы по напряжению среза. Проверочный расчет. Условие прочности

, где — расчетное напряжение среза в резьбе; — допускаемое напря­жение среза в резьбе.

Для винта ^:

для гайки

здесь F — осевое усилие, действующее на болт; d₁ — внутренний диаметр резьбы; d — наружный диаметр резьбы; Н — высота гайки; — коэф­фициент, учитывающий тип резьбы (K =0,8 — для треугольной резьбы; К= 0,5 — для прямоугольной и К= 0,65 — для трапецеидальной резьбы).

Проектировочный расчет (рассматривается случай, когда материал гай­ки и винта одинаков). Задавшись типом резьбы и определив диаметр при проектном расчете, можно определить высоту гайки:

Стандартные крепежные изделия на прочность резьбы не рассчитывают.

 

Расчет групповых болтов

(при условии болты нагружены одина­ково, например, крепление крышек, подшипников, круглых крышек сосу­дов и т. п.). В этом случае определяют силу, действующую на один болт:

(25)

где — внешняя сила, действующая на группу болтов; z — число болтов группы.

По формулам

, , , , , , , , , .

 

производят прове­рочный или проектировочный расчеты для одного болта. Все болты прини­мают одинаковых размеров. В зависимости от конструкции группового болтового соединения формула (25) может быть видоизменена.

Расчет группы болтов, нагруженных неодинаково (например, креп­ление корпусов подшипников к металлоконструкции, машин фундамент­ными болтами и т. п.), производят по наиболее нагруженному болту. По вышеуказанной методике определяют размеры этого болта, а остальные, болты, как правило, принимают тех же размеров. Так часто делают для уп­рощения конструкции узла. Внешнюю силу, приходящуюся на наиболее нагруженный болт, в каждом конкретном случае определяют в соответст­вии со схемой нагружения.

Клеммовые соединения. Виды, основы расчета.

Клеммовое соединение – неподвижное, разъемное соединение.

Предназначено для передачи крутящего момента и осевых нагрузок.

Простота монтажа и демонтажа, самопредохранение от перегрузок, нельзя передавать большие нагрузки, ненадежность.

Достоинства

относительная простота конструкции, простота сборки или монтажа, возможность передачи большого крутящего момента или осевой силы.

В отличие от шпоночного и зубчатого соединений, может служить также для крепления частей механизма под произвольным углом, а не только соосно, а также крепить деталь к валу в произвольном месте его длины.

Недостатки

затруднена точная установка ступицы относительно вала.

предельная осевая сила и крутящий момент ограничены силами трения сцепления.

 

 

Вопрос 10

Соединения деталей машин

Взаимодействие деталей между собой называют связями. Эти связи делятся на подвижные (шарниры, зубчатые зацепления, подшипники, ременные и цепные передачи) и неподвижные (заклепочные, сварные и другие). Неподвижные связи в технике называют соединениями. Соединения состоят из соединительных деталей и прилегающих частей соединяемых деталей, форма которых подчинена задаче соединения. В отдельных конструкциях специальные соединительные детали могут отсутствовать.

Соединения по признаку возможности разборки делят на разъемные и неразъемные.

Разъемными называют соединения, которые разъединяются без повреждения деталей. К ним относятся резьбовые, шпоночные, зубчатые и профильные соединения. Основным расчетом соединений является расчет на прочность. Расчет на прочность является основным критерием для расчета всех соединении. При этом необходимо стремиться к тому, чтобы прочность соединяемых и соединительных деталей была одинаковой.

Неразъемными называют соединения, разъединение которых невозможно без разрушения соединяемых деталей или соединяющего материала. К ним относят заклепочные, сварные клеевые, паяные соединения, а также соединения с натягом.

Стандартизация и взаимозаменяемость в машиностроении. Допуски и посадки. Точность выполнения размеров. Точность форм и взаимного расположения поверхностей. Номинальный размер. Поле допуска. Понятия о зазорах, натягах и посадках. Ряды нормальных размеров. Единая система допусков и посадок. Сертификация механизмов, машин и приборов

Лобовой вариатор

• n₁,n₂ – частота вращения ведущего и ведомого катков,

• R₁=const – радиус ведущего катка,

• R_2min<R₂<R_2max–варьируемый радиус сцепления

• Диапазон регулирования частоты вращения ведомого катка:

Торовые вариаторы

• Передаточное отношение:

 

 

• КПД=0,95

• Диапазон регулирования до 6,3

 

Вариаторы

Расчет резьбы на прочность

При расчете резьбы на прочность принимают следующее допущение: все витки резьбы нагружаются равномерно (хотя теоретическими и экспери­ментальными исследованиями установлено, что для гайки с шестью витка­ми первый виток резьбы воспринимает 52 % всей осевой нагрузки, вто­рой — 25 %, третий — 12 %, шестой — только 2 %).

 

Расчет резьбы по напряжению среза. Проверочный расчет. Условие прочности

, где — расчетное напряжение среза в резьбе; — допускаемое напря­жение среза в резьбе.

Для винта ^:

для гайки

здесь F — осевое усилие, действующее на болт; d₁ — внутренний диаметр резьбы; d — наружный диаметр резьбы; Н — высота гайки; — коэф­фициент, учитывающий тип резьбы (K =0,8 — для треугольной резьбы; К= 0,5 — для прямоугольной и К= 0,65 — для трапецеидальной резьбы).

Проектировочный расчет (рассматривается случай, когда материал гай­ки и винта одинаков). Задавшись типом резьбы и определив диаметр при проектном расчете, можно определить высоту гайки:

Стандартные крепежные изделия на прочность резьбы не рассчитывают.

 

Расчет групповых болтов

(при условии болты нагружены одина­ково, например, крепление крышек, подшипников, круглых крышек сосу­дов и т. п.). В этом случае определяют силу, действующую на один болт:

(25)

где — внешняя сила, действующая на группу болтов; z — число болтов группы.

По формулам

, , , , , , , , , .

 

производят прове­рочный или проектировочный расчеты для одного болта. Все болты прини­мают одинаковых размеров. В зависимости от конструкции группового болтового соединения формула (25) может быть видоизменена.

Расчет группы болтов, нагруженных неодинаково (например, креп­ление корпусов подшипников к металлоконструкции, машин фундамент­ными болтами и т. п.), производят по наиболее нагруженному болту. По вышеуказанной методике определяют размеры этого болта, а остальные, болты, как правило, принимают тех же размеров. Так часто делают для уп­рощения конструкции узла. Внешнюю силу, приходящуюся на наиболее нагруженный болт, в каждом конкретном случае определяют в соответст­вии со схемой нагружения.

Шпоночные, шлицевые, профильные соединения. Область применения. Методы расчета на прочность.

Соединение - конструктивное объединение деталей с целью получения узлов

 

 

Преимущества шпоночных соединений:

Простота изготовления

Малые габариты

Низкая стоимость

Недостатки:

Ослабление вала шпоночным пазом

Снижение выносливости вала

Нельзя использовать шпонки на полых валах

Шпоночное соединение служит для передачи крутящего момента – неподвижное, разъемное соединение

Виды:

призматические

сегментные

Порядок подбора шпонки

Выбирают поперечное сечение шпонки в зависимости от диаметра вала (по ГОСТу)

Определяют длину призматической шпонки из условия прочности на смятие

 

Шлицевые соединения

Шлицевые (зубчатые) соединения применяют в подвижных и неподвижных соединениях для передачи крутящего момента

Преимущества в сравнении со шпоночными соединениями:

Более высокая нагрузочная способность

Лучшее центрирование детали на валу

Меньше концентрация напряжений

Проще изготовление в массовом производстве

Высокая точность и взаимозаменяемость

Виды шлицевых соединений:

Прямоблочные

Эвольвентные

Треугольные

Порядок подбора шлицевых соединений:

Размеры зубьев выбирают по ГОСТам в зависимости от диаметра вала

Для определения нагрузочной способности проводят проверочные расчеты

Профильное соединение

Профильное соединение – неподвижное, разъемное соединение, в котором крутящий момент передается лысками

Основы расчета