Файл: База ДМиОК ч. 1.doc

По найденному значению определяется усилиеи затем находят необходимый диаметр болта по ранее приведенным форму­лам.

Контрольные вопросы

1. Что называют профилем резьбы, шагом, углами профиля и подъема резьбы ?

2. Какие виды метрических резьб существуют и каковы основные параметры?

3. Почему резьбы с крупным шагом имеют преимущественное применение ? В каких случаях используют резьбы с мелким шагом ?

4. Почему для болтов применяют метрическую резьбу, а для труб дюймовую ?

5. В чем состоит основное достоинство болтового соединения ?

6. В каких случаях находят применение шпильки , болты и винты ?

7. Какие способы стопорения применяют в резьбовых соединениях ?

8. Какие материалы используют при изготовлении резьбовых деталей ?

9. В чем заключается расчет болта, находящегося под действием осевой силы или осевой силы и крутящего момента ?

10. В чем заключается расчет болта, установленного в отверстие с зазором и нагруженного поперечной сдвигающей силой ?

11. Как определяют допускаемые напряжения для материала болтов ?

2. 2. 2 Шпоночные соединения

Цель - изучение конструкций шпоночных соединений, области их применения, преимуществах и недостатках, способах сборки и разборки, выполняемых функциях. Уяснение используемых видов шпонок, посадки при установке шпонки в шпоночные канавки, выбор материалов и изучение методов расчета на прочность.

Шпоночные соединения служат для передачи крутящего момента посредством шпонки соединяющей вал и установленную на нем деталь (рис.2.33). Шпонки обычно используют в малонагруженных соедине­ниях. К недостаткам соединений этого типа относят невысокую несу­щую способность, снижение прочности соединяемых деталей шпоночными пазами, трудоемкость в изготовлении. К достоинствам можно отнести простоту сборки-разборки и предохранительные свойства соединения при срезе шпонки в случае возрастания крутящего момента.

Рис. 2.33 Шпоночное соединение

В соединениях находят применение следующие виды шпонок: клиновые, призматические и сегментные. Клиновые шпонки в настоя­щее время применяется редко и только в соединениях не требующих точного центрирования (рис. 2.34). Недостатком таких соединений является радиальное смещение осей вала и ступицы, приводящее к их несоосности, возникновение больших напряжений из-за натяга, трудность демонтажа.

Наибольшее распространение получили соединения с призмати­ческими шпонками, устанавливаемыми в пазу по посадкам с натягом (врезные шпонки) или по посадке(закладные шпон­ки).

Рис. 2.34 Соединение клиновой шпонкой

Призматические шпонки располагаются в пазах вала и втулки и передают крутящий момент боковыми гранями (рис. 2.35). При этом в поперечном сечении возникает напряжение среза , а на боко­вых гранях - напряжение смятия -. Недостатком призматичес­ких шпонок является трудность обеспечения их взаимозаменяемости. При сборке иногда требуется подбор шпонки по пазу или пригонка, что ограничивает их применение в крупносерийном производстве. В шпоночном соединении необходимо обеспечить радиальный зазор между шпонкой и ступицей предназначенный для облегчения сборки и иск­лючения напряжений смятия в ступице от возможного натяга. Однако наличие зазора вызывает дополнительные динамические нагрузки.

Ступицы устанавливают на вал обычно по посадке , а в сое­динениях с циклическими или

динамическими нагрузками с натягом типа .

Рис.2.35 Призматические шпонки

Пазы в ступице выполняют долблением на долбежном станке или протягиванием специальной профильной протяжкой, а на валу - фрезе­рованием пальцевой или дисковой фрезой (рис. 2.36).

Рис. 2.36 Изготовление шпоночных пазов

В соединениях используется три разновидности шпонок (рис.2.35): с закругленными торцами (исполнение I), с закругленным и плоским торцами (исполнение 2) и с плоскими торцами (исполнение 3). Размеры призматических шпонок можно выбрать по стандарту.

Сегментные шпонки (рис. 2.37) обладают технологическими преимуществами по сравнению с призматическими. Обработка пазов выполняется дисковыми фрезами с большой точностью и производитель­ностью, а шпонки нарезают из чистотянутых сегментных профилей.

Вследствие значительного местного углубления на валу сегментные шпонки устанавливают преимущественно в массивных валах или в малонагруженных соединениях. Размеры сегментной шпонки: диаметр -, длина -, толщина -b и высота - h зависят от диаметра вала и представлены в справочниках.

Рис. 2.37 Соединение сегментной шпонкой

На чертежах шпонка обозначается размерами и номером ГОСТа.

Шпонки общего применения изготавливают из углеродистых ста­лей СТ 45,50,60. В нагруженных соединениях применяют шпонки из леги­рованных сталей 40Х с термообработкой до HRC35-45

Для неподвижных шпоночных соединений, при спокойной нагрузке реко­мендуются следующие предельные отклонения размеров: для призмати­ческой или сегментной шпонки –, для паза вала - , для паза ступицы - .

После определения размеров шпонки в соответствии с конструк­тивными особенностями соединяемых деталей, производят провероч­ный расчет на прочность. Для призматической шпонки, как отмечалось ранее, напряжения среза и смятиянайдутся из соотношения:

,

где - крутящий момент,

- справочный размер, - расчетная длина шпонки.

Для сегментной шпонки расчет на срез выполняется по выше приведенной формуле, а напряжения смятия равны ,

где l- длина сегментной шпонки, R= h – t- справочный размер, t- глубина паза .

Контрольные вопросы

1. Каково назначение шпонок и какие типы шпонок стандартизованы ?

2. В каких случаях используют призматические шпонки, а в каких сегментные ?

3. От чего зависят размеры поперечного сечения шпонки и как найти ее длину ?

4. Как проводится проверочный расчет призматических шпонок ?

2.2.3 Шлицевые соединения

Цель - изучение конструкций шлицевых соединений, области применения, преимуществах и недостатках, выполняемых функциях, виды шлицев, способы взаимного центрирования соединяемых деталей, применяемые посадки, методы расчета на прочность соединений.

Шлицевые соединения получают при вставлении вала с равно­мерно расположенными по окружности выступами в отверстие ступи­цы, имеющее соответствующие выступам пазы (рис.2.38).

Рис.2.38. Шлицевое соединение : 1-вал, 2- втулка

Соедине­ния служат для передачи крутящего момента и бывают неподвижные и подвижные, т.е. допускающие осевые перемещения ступицы по валу и применяющиеся, например, в коробках перемены передач ( КПП ). Шлицевые соединения имеют преимущества перед шпоночными по прочности, технологичности и взаимной точности соединяемых деталей.

В машиностроении применяют прямобочные, эвольвентные и треу­гольные шлицы (рис.2.39).

Основные параметры шлицевых соединений стандартизованы.

Прямобочное шлицевое соединение при сборке центрируют по на­ружному, или внутреннему диаметру, или боковым граням шлицев. Однако наибольшая точность и простота получается при центрирова­нии по наружному диаметру, т.к. при центрировании по боковым гра­ням шлицев не обеспечивается точная соосность ступицы и вала.

Рис. 2.39. Виды шлицев: прямобочные ,

эвольвентные ,треугольные и трапецеидальные.

Существует три серии шлицевых соединений: легкая, средняя и тяжелая, различающиеся между собой размерами и числом шлицев. Легкая серия используется преимущественно для неподвижных сое­динений при незначительной спокойной нагрузке. Тяжелая серия от­личается наибольшим числом и размерами шлицев и используется при напряженных условиях работы.

Посадки по центрирующим цилиндрическим поверхностям устанав­ливают по системе отверстия. Для отверстия используют посадки - Н7, Н8, а для вала: h7, j7 - редко разбираемые, неподвижные соединения , h7- легкоразбираемые, g6, f7- подвижные со­единения.

В эвольвентном шлицевом соединении боковые поверхности шли­цев и впадин имеют эвольвентный профиль. При этом центрирование соединения проводится по боковым граням или реже по наружному диаметру шли­цев.