Расчет при симметричной нагрузке.

F_t=F/z. Прочность заклепочного соединения определяется прочностью:

-заклепок на срез.

і-число плоскостей среза.

-листы на срез.

-листы на смятие.

-листы на срез выкалывание.

По формулам (заклепки на срез и листы на срез выкалывание) рассчитывают максимально нагруженную первую заклепку.

37 Расчёты на прочность

Винт разрушается I) По минимальному диаметру стержня винта или же по диаметру переходного участка. II)

Выступы резьбы от и . III) Разрушение головки. Стандартные винты равнопрочны по указанным случаям нагружения поэтому их рассчитывают только по I) случаю. А) Болтовое ненапряжённое соединение нагруженное только осевой силой. ;

зависит от свойств материала, режима работы, размера . Б) Болт затянут напряжённое резьбовое соединение (внешние силы не приложены например крышки люков герметичных отсеков).

Стержень винта растягивается силой и скручивается силой . ; по IV теории прочности

Для метрической резьбы ; ; ; . Для трапециидальной ‑ . Для прямоугольной ‑ . В практических расчётах с помощью коэффициента учитывают деформацию кручение для затянутого болта. В) Болт под действием поперечной нагрузки. 1) Болт поставлен в отверстие с зазором («чёрный» болт) боковая поверхность болта и цилиндрическое отверстие не обрабатываются, во избежание взаимных сдвигов деталей болт обязательно затягивается.

Чтобы не было сдвига ; ‑ количество плоскостей контакта. ; ; ; . Где ‑ коэффициент безопасности по сдвигу. ‑ при спокойной нагрузке. ‑ при динамической нагрузке. Болт внешнюю нагрузку не передаёт, работает на растяжение (+кручение) от , создаёт силы трения на поверхности контакта деталей по средствам которых внешняя нагрузка передаётся с детали на деталь. Пусть , то ‑ усилие затяжки в 5 раз больше внешней силы, следовательно возрастает диаметр – ослабляет деталь «-», «+» ‑ малая стоимость. Средство разгрузки болта от поперечной силы.

Расчет шпоночных соединений

Шпоночные соединения. Предназначены для передачи вращательного движения с детали на вал или наоборот. Достоинства и недостатки. Достоинства: Простота конструкции соединения Þ ¯ стоимость изготовления и эксплуатации, простота процесса сборки и разборки. Недостатки: Шпоночный паз ослабляет деталь не столько за счёт уменьшения его диаметра сколько за счёт концентрации напряжений в шпоночном пазу, невысока степень взаимозаменяемости все шпонки требуют пригонки по месту во избежание перекоса детали в узле.

1.Ненапряжённое шпоночное соединение. А) Призматическая шпонка

, , , . Шпонка работает на срез и на смятие рабочие грани боковые! Зазор по верхней горизонтальной грани. Б) Сегментная шпонка

«+» ‑ устойчивое положение на валу. «-» ‑ больше ослабляет вал. Применяется на концах валов, при необходимости ставится 2-3 штуки. . 2.Напряжённые шпоночные соединения. Осуществляются клиновыми шпонками, напряжения в узле возникают при сборке ещё до приложения внешней нагрузки. Клиновые шпонки выполняются с головкой (для выбивания) и без.

У клиновой шпонки рабочие грани горизонтальные они больше боковых. Конструкции клиновых шпонок. А) Клиновая шпонка на лыске.

«+» ‑ меньше ослабляет вал. «-» ‑ передаёт меньшие моменты . Б) Фрикционная шпонка

«+» ‑ не ослабляет вал. «-» ‑ передаёт ещё меньшие моменты . В) Тангенциальная шпонка.

«+» ‑ расклинивает деталь и вал в окружном направлении Þ не нарушается центрирование детали, применяется в тяжёлом машиностроении, передаёт осевую нагрузку. «-» ‑ недостатки всех клиновых шпонок а) нарушается центрирование детали, б) перекос посаженной на вал детали (торец колеса неперпендикулярен оси вала).

Стандартные шпонки на срез не рассчитывать потому что удовлетворяют условию прочности на срез при проектировании по диаметру вала из таблиц выбирают поперечное сечение шпонки длину шпонки выбирают на 5-10 мм короче ступицы. Затем проводят проверочный расчёт на смятие, а если условие прочности не удовлетворяется: 1) Удлиняем ступицу вала максимум на 20% нет ® . 2) Ставим две шпонки под углом 180° ® нет ®. 3) ставим три шпонки. 4) Переходим к шлицевому соединению.

42-43 Шлицевые соединения.

Шлицевые соединения предназначены для передачи вращательного момента. Образованы выступами на поверхности вала и впадинами на колесе. Достоинства: 1) Обеспечивают лучшее центрирование и перемещение посаженной на вал детали в осевом направлении. 2) Надёжней работают при вибрационных и ударных нагрузках вследствие равномерного распределения нагрузки между шлицами. 3) Выше несущая способность при одинаковых габаритах со шпоночным соединением вследствие увеличения площадки контакта. 4) Корче ступица. 5) Меньше деталей соединения. 6) Шлицы меньше ослабляют вал, чем шпоночная канавка, на прочность вал рассчитывают как гладкий с диаметром . Недостатки: 1) Высокая точность изготовления приводит к усложнению технологии и повышению стоимости. Классификация: В зависимости от назначения делятся на:

Неподвижные и подвижные. В зависимости от формы профиля: прямобочные, треугольные, эвольвентные. Прямобочное шлицевое соединение с центрированием по наружному диаметру .

Прямобочное шлицевое соединение с центрированием по внутреннему диаметру .

В зависимости от грузоподъёмности шлицевые соединения делятся на серии (лёгкая, средняя, тяжёлая). (Самые высокие шлицы ‑ для тяжёлых Þ ­ площадка контакта). В зависимости от способа центрирования делятся на шлицевые соединения с центрированием 1) По ; 2) По ; 3) По боковым граням. 1) и 2) применяются в механизмах с высокими требованиями к кинематической точности по перемещению в осевом направлении или центрированным (в станках, самолётах). 3) применяются в тяжело нагруженных механизмах). Критерий работоспособности – прочность. Размеры шлицов стандартизованы, шлицы работают на срез и смятие. Стандартные шлицы на срез не рассчитывают, размеры , , выбирают из таблиц справочника в зависимости от .

Проверочный расчёт на смятие. ; Þ . Где ‑ число шлицев. , ‑ коэффициент учитывающий неравномерность распределения по шлицам. .

Механических передачи

Передачи – это механизм предназначенный для передачи механической энергии от двигателя к исполнительному органу машины. При этом передача может: 1) ¯ или ­ (­ или ¯ ), 2) преобразует закон движения (вращательное в поступательное, равномерное в прерывистое), 3) распределять энергию между несколькими исполнительными органами, 4) реверсировать движение (прямой и обратный ход), 5) регулировать . В зависимости от принципа действия различают передачи: 1) зацеплением (зубчатые, цепные, червячные, волновые и др.); 2) трением (фрикционные, ременные). В зависимости от способа соединения ведущего и ведомого звена различают: 1) передачи непосредственного контакта (зубчатые, червячные, волновые и др., фрикционные); 2) передачи гибкой связью (ременные, цепные). Основные соотношения передачи. Передачу полностью можно определить двумя параметрами 1) Мощность , на ведущем и ведомом валах; 2) Быстроходность , или , (угловая скорость или частота вращения). ‑ ведущее, ‑ ведомое. . Вспомогательные параметры: 1) КПД ; если это передачи то ; 2) Передаточное отношение ‑ это отношение угловых скоростей в направлении потока мощности . Передачу можно задать или , , , или , , , . Основные силовые соотношения. А) , Þ ‑ окружная сила и вращающий момент. , ‑ линейная скорость, . Если колёса перекатываются без проскальзывания то Þ Þ Þ . ‑ вектор, ‑ передаточное число. Б)

 

Виды механических передач.

По принципу передачи вращения	С постоянным контактом	С гибкой связью
Трением	Фрикцион.	Ремен.
Зацеплен.	Зубчатые, червяные, винтовые и др.	Цепные, ременно-зубчатые

Передачи могут быть понижающие – редукторы и повышающие – мультипликаторы. Передаточное число определяется отношением w₁/w₂ = n₁/n₂, 1 – ведущее, 2 – ведомое. По числу степеней передачи делятся на:

1)бесступенчатые (вариаторы), 2)одноступенчатые

3) многоступенчатые (с помощью зуб. колес, либо ременными передачами со ступенчатыми шкивами).

В зависимости от расположения валов различают передачи:

1) с параллельными валами:

– зубчатые передачи

– фрикционные передачи

– ременные передачи

– цепные передачи

2) с пересекающимися валами

– коническая передача

3) с перекрещивающимися валами

– червячные передачи

– винтовые передачи

Виды механических передач

1) фрикционные передачи

Преимущества: простота конструкции, постоянство угловой скорости, возможность применения для бесступенчатого регулирования угловой скорости

бесшумность работы

Недостатки:

большие нагрузки на валы Þ низкий КПД

большие габариты (больше, чем у зубчатых при одном и том же передаточном отношении), большое тепловыделение

2) Зубчатые передачи

Преимущества:

небольшие габариты, высокая несущая способность (моменты, скорости частоты), высокий КПД, постоянство передаточного отношения

Недостатки:

требует высокой точности изготовления, требуют хорошей смазки, шумная работы

3) Червячные передачи

Преимущества: плавность работы, мыле габариты при большом пер. отношении

Недостатки: низкий КПД, нагрев, износ зубьев, применение дорогостоящих материалов

4) Ременные передачи

Преимущества: простота и бесшумность, возможность большого межосевого расстояния, возможность бесступенчатого регулирования, предохраняют от перегрузки

Недостатки: невысокая нагрузочная способность, низкий ресурс ремня, непостоянство передаточного отношения

5) Цепные передачи

Достоинства: возможность применения в значительном диапазоне межосевых расстояний, габариты, меньшие, чем у ременной передачи, отсутствие проскальзывания,

высокий КПД, малые силы, действующие на валы

Недостатки: работает в условиях отсутствия жидкостного трения, требует большой степени точности установки валов, неравномерность хода цепи