Свариваемые материалы

Хорошо свариваются стали с содержанием углерода до 0,25%С, (стали –качественные – 05,08,10,15,20,25), стали обыкновенного качества. С повышением углерода свариваемость ухудшается, появляется склонность к образованию трещин, сталь 45 сваривается с подогревом и последующей термической обработкой. Легированные стали свариваются по специальной технологии с последующей термической обработкой. Хорошо свариваются цветные металлы, чугуны. Свариваются между собой и разнородные металлы: сталь с медью, медь с алюминием, металлы с неметаллами.

Типы сварных соединений

Основные типы соединений, характерные для дуговой и газовой сварки (рис.144-147)

	Стыковое соединение (рис.144)с отбортовкой применяют при толщине листов до 3 мм; листы толщиной 3-8 мм сваривают без разделки кромок, при толщине листов до 15 мм применяют V-образную разделку кромок, более 15 мм –X-образную рис.144
рис.145а рис.145б	Нахлесточный односторонний(рис.145 а) Нахлесточный двухсторонний (рис.145б)
рис.146	Тавровый односторонний Тавровый двухсторонний Тавровый односторонний с разделкой кромок Тавровый двухсторонний с разделкой кромок
рис.147	Угловые соединения: Односторонний Односторонний катетом С разделкой одного листа С разделкой двух листов

Сварнозаклепками обеспечивается получение прочных, но не плотных соединений (для сварки верхний лист просверливается или пробивается и при заварке отверстия приваривается и нижний лист).

Структура сварных швов зависит от вида сварки и ее технологии.

Дуговая сварка

Это сварка при которой между электродом, являющимся присадочным металлом, и свариваемыми деталями образуется электрическая дуга, (рис.148) в зоне которой происходит формирование шва, вследствие плавления электрода. Электроды выпускаются диаметром от 0,3 до 12 мм. Для углеродистой стали – Св-08А, Св-08ГС, Св-10Г2, для легированной стали –легированная проволока – Св-08ХГС, Св- 18ХГС и др. Для ручной сваркой пользуются электродами, покрытыми обмазкой, которые защищают и легируют шов.

рис.148

В 1802 г. акад. Петров открыл явление дугового разряда. В 1882г. изобретатель Бенардос применил электрическую дугу для сварки металлов угольным электродом.В 1888г. инженер Славянов заменил графитовый электрод металлическим.

Дуговой сваркой соединяются конструкционные стали, серый и ковкий чугуны, медь, алюминий, никель, титан и их сплавы.

Электрические параметры дуги – ток от1-3000А, при напряжении 10-50 В, мощность дуги от 0,01-150 кВт.

Дуговая сварка возможна при постоянном и переменном токах. Для питания дуги постоянным током применяют генераторы и выпрямители.

Различают: автоматическая сварка под флюсом, в среде защитных газов (аргона, углекислом, гелии).

Газовая сварка

В качестве горючих газов при сварке используют ацетилен, пропан, бутан, водород. Чаще ацетилен (С2Н2), дающий наибольшую температуру пламени до 3200⁰ в струе кислорода. Применяют для соединения тонкостенных стальных заготовок, а также заготовок из чугуна, цветных металлов, для резки.

Сварку выполняют с помощью газовой горелки (рис.149), в которой газы смешиваются, и при выходе из горелки образуют горючее пламя, которое расплавляет свариваемые материалы.

рис.149

Перед сваркой может выполняться предварительный нагрев труб газовой горелкой (рис.150)

рис.150

Горелка кольцевая

рис.151

Применяется для ручного нагрева труб перед сваркой, гибкой (рис.151, 152)

рис.152

Нагрев плоских поверхностей газовой горелкой (рис.153)

рис.153

Газовый резак

Газовую резку выполняют резаком (рис.154, 157). По кольцеобразному каналу (рис.155, 156) поступает горючая смесь, которая расплавляет металл, а по внутреннему каналу поступает кислород и разделяет металл. Толщина резки может быть до 300 мм.

рис.154

рис.155

Схема газового резака

рис.156

рис.157

Сварка пластическим деформированием

Контактная электросварка

Сварка, при которой свариваемые детали разогреваются теплотой, выделяемой при прохождении электрического тока через место контакта соединяемых деталей, доводятся до пластического состояния и механически сдавливаются.

Применяется в серийном и массовом производстве для нахлесточных соединений, тонких листовых деталей.

Контактная электросварка бывает стыковой, точечной и роликовой.

Стыковая электросварка

рис.158

Свариваемые заготовки закрепляют в зажимах стыковой машины (рис.158). Один зажим - подвижный, другой – неподвижный. Торцы деталей должны быть одинаковыми по форме и размерам и должны быть механически обработаны. Свариваемые заготовки сжимаются под действием силы, затем включается ток, места контакта разогреваются до пластического состояния и механически сдавливаются. Применяется для низкоуглеродистых, низколегированных, цветных металлов и сплавов.

Точечная электросварка

рис.159

рис.160

Выполняется с помощью сварочных машин (рис.160). Это сварка в отдельных точках. Свариваемые детали накладываются друг на друга и в местах сварки сжимаются медными электродами, через которые пропускается ток большой силы и малого напряжения (рис.159). Место контакта листов нагревается, ток выключается и производится давление на электроды, т.е. в месте сжатия листы соединяются.

Толщина соединяемых листов от 0,5 – 5 мм.

Применяется для низкоуглеродистых, низколегированных, цветных металлов и сплавов.

Роликовая электросварка

рис.161

рис.162

Роликовая электросварка при которой, между свариваемыми заготовками образуется прочное и плотное соединение.

Выполняется с помощью сварочных машин (рис.162), в которых электроды выполнены в виде плоских роликов (рис.161).

Роликам придают вращение и между ними пропускают свариваемые заготовки, соединенные внахлест. Точки контакта роликов и свариваемых деталей перекрывают друг друга, в результате получается шов.

Толщина соединяемых листов от 0,3 – 3 мм. Шов герметичный.

Применяется для низкоуглеродистых, низколегированных, цветных металлов и сплавов, а также медь со сталью, латунь со сталью, медь с латунью.

Производительность сварки 1-4 м/мин.

Соединение сваркой пластмасс.

Пластмассы сваривают в струе горячего воздуха, горячим металлическим лезвием, током высокой частоты, ультразвуком (поверхности обезжиривают, сжимают в месте сварки и пропускают ультразвуковые колебания, вследствие выделяется теплота, детали деформируются).

Достоинства сварных соединений: · Экономия материала по сравнению с заклепочным; · Плотность и непроницаемость; · Возможность соединения деталей любых криволинейных профилей произвольной толщины; · Трудоемкость сварных соединений меньше заклепочных.

Недостатки сварных соединений:

· Сложность проверки качества шва;

· Возможность изменения свойств соединяемых деталей в зоне сварки;

· Высокая концентрация напряжений в зоне сварных швов, деформация деталей из-за неравномерности нагрева в процессе сварки.

Расчет сварных соединений

Исходным условием проектирования сварных соединений является равнопрочность шва и соединяемых деталей.

1.Расчет стыковых соединений

Соединения рассчитываются только по нормальным напряжениям растяжения (сжатия), так как проверяемое сечение перпендикулярно действующей нагрузке (рис.163).

Принимаем, что высота шва равна толщине листа

рис.163

Условие прочности стыкового сварного шва

F – сила; L – длина шва, равная длине соединяемых полос; S – толщина соединяемых деталей; [σ_р.св] - допускаемые напряжения растяжения при дуговой сварке

2. Расчет нахлесточных соединений

рис.164

При расчете нахлесточных соединений расчет условно производят на срез по (касательным напряжениям), по сечению, проходящему через биссектрису прямого угла равнобедренного треугольника со стороной катета К=S (рис.164); т.е. расчетная площадь шва при его периметре L равна: А_ср= k Sin 45⁰L = 0.7 S L; где L – суммарная длина швов; Условие прочности нахлесточного сварного шва

[τ_ср]-допускаемое напряжение на срез для сварного шва

Клеевое соединение

Цель:

· Иметь представление о клеевых соединениях, их достоинствах и недостатках;

Знать:

· Основные типы клеевых соединений, их назначение и применение, расчет на прочность при осевом нагружении клеевых соединений;

Уметь:

· Выполнять проверочные расчеты клеевых соединений

Склеивание — один из эффективных способов соединения конструкционных материалов.

Клеевым называется неразъемное соединение составных частей изделия с применением клея. Действие клеев основано на образовании межмолекулярных связей между клеевой пленкой и поверхностями склеенных материалов.

Неразъемные соединения, получаемые методом склеивания деталей из однородных или неоднородных материалов, находят все большее применение в решении производственно-технических задач конструирования и создания новых, наиболее прогрессивных технологических процессов.

Клеевое соединение применяют для деталей из стали, чугуна, алюминия и его сплавов, меди, латуни, стекла, мрамора, пластических масс, синтетических материалов, тканей, резиновых изделий, кожи и других.

Клеевое соединение применяют для соединения разнородных материалов и в тех случаях, когда невозможно механическое соединение.

Достоинства:

· возможность соединения разнородных материалов, неподдающихся сварке;

· герметичность и достаточная надежность соединения;

· высокая коррозионная стойкость и бензомаслостойкость.;

· уменьшение массы конструкции по сравнению с другими видами неразъемных соединений;

· невысокая концентрация напряжений в месте соединения;

· невозможность механического крепления;

· возможность соединения деталей практически любой толщины при любой форме сопрягающихся поверхностей;

· отсутствие коробления соединяемых деталей.

Недостатки:

· зависимость прочности и долговечности клеевых соединений от условий эксплуатации (температуры, типа нагрузки, среды и т. п.);

· сложность технологических режимов склеивания.

· «Старение», т. е. снижение прочности соединения с течением времени (некоторые клеи обладают высокой устойчивостью против «старения»).

· Низкая теплостойкость — прочность соединения нарушается при сравнительно невысоких температурах 6О...1ОО°

· недостаточная эластичность.

Нагрузочная способность клеевых соединений в основном зависит от конструкции склеиваемых деталей, качества подготовки поверхностей к склеиванию и правильности выбора типа клея.

Выполнение клеевых соединений

Сопрягаемые поверхности склеиваемых деталей не должны иметь заусенцев и забоин, а шероховатость их составляет не менее Ra 12,5;

Перед склеиванием эти поверхности тщательно подготавливают:

· Механическую подготовку и пригонку металлических деталей производят на металлорежущих станках или вручную напильником, сложные поверхности подвергают пескоструйной обработке; пластмассовые детали обрабатывают резанием или зачищают наждачной шкуркой.

· Химическая подготовка заключается в очищении и обезжиривании склеиваемых поверхностей ацетоном, спиртом, бензином или бензолом.

Прочность и плотность соединения обеспечиваются хорошей зачисткой склеиваемых поверхностей и сдавливанием их при температурах от 15 до 100^сС с последующей выдержкой от нескольких минут до нескольких часов.

В зависимости от склеиваемых материалов и условий работы (характер нагрузок, температура и др.) для склеивания применяют различный клей, например БФ, БС, В К, ФЛ-4, клеевые композиции на основе эпоксидной смолы ЭД-20 и др.

Клеевые соединения применяют в электропромышленности, авиации, мостостроительстве, станкостроении и т. д.

Наибольшее распространение имеют соединения листового материала и тонкостенные клеевые конструкции. Их успешно используют для уплотнения и стопорения резьбовых соединений, при этом повышается надежность работы и отпадает необходимость в стопорных деталях.

Оправдавшие себя на практике виды клеевых соединений листов выполняют по косому срезу, с накладками или нахлесточными.

Рис.165

а — стыковое с накладкой; б — косостыковое; в — стыковое; г — стыковое соединение труб одинакового диаметра; д — нахлесточное; е — нахлесточное шпунтовое; ж — косостыковое соединение труб одного диаметра; з — нахлесточное (телескопическое) соединение труб разного диаметра.

Расчет клеевых соединений

1. Расчет стыковых клеевых соединений, растягиваемых или сжимаемых силой F (рис.166), производится по формуле:

Где А_к - площадь стыка склеиваемых деталей; F – действующая сила;

[ σ_р.кл ] – допускаемое напряжение на растяжение(на отрыв);

[ σ_р.кл ]= σ_в.кл /[S];

σ_в.кл = 10МПа - предельные напряжения для клея;

S – коэффициент запаса прочности, зависящий от температуры и характера нагружения

[S] = 1,2 - 1,5

2. Расчет нахлесточных клеевых соединений производят на срез (сдвиг) (рис.167)

рис.166

рис.167

Расчет на срез выполняют по формуле:

[ τ_ср ] – допускаемое касательное напряжение для клея;

допускаемое касательное напряжение определяется:

τ_в <8 МПа - предел прочности при срезе для клеевого соединения;

s – коэффициент запаса прочности, зависящий от температуры и характера нагружения

[s] = 1,2 - 1,5

Для большинства клеев толщина клеевой прослойки 0,01-0,1 мм

Заклепочные соединения

Цель:

· Иметь представление о заклепочных соединениях, их достоинствах и недостатках;

Знать:

· Основные типы швов заклепочных соединений, их назначение и применение, расчет на прочность при осевом нагружении заклепочных соединений;

Уметь:

· Выполнять проверочные расчеты заклепочных соединений

Относятся к категории условно неразъемных соединений, так как для того, чтобы разъединить детали, необходимо разрушить заклепки.

Заклепочные соединения применяют для деталей из разнородных материалов, цветных металлов и сплавов, для которых нагрев деталей недопустим из-за деформации деталей и в ответственных соединениях, работающих при значительных ударных и вибрационных нагрузках.

Достоинства:

· высокая прочность и надежность соединения;

· простота контроля качества;

· возможность соединения деталей, изготовленных из любых материалов;

· неизменность свойств материалов соединяемых деталей, в процессе клепки;

· высокая работоспособность соединения при ударных и знакопеременных нагрузках;

Недостатки:

· ослабление деталей отверстиями под заклепки;

· сложность технологического процесса изготовления клепаных соединений;

· трудность выполнения соединения для конструкций сложной формы;

· соединения деталей «встык» требуют дополнительных накладок, что ведет к увеличению массы конструкции;

Конструкции заклепок

Заклепка представляет собой цилиндрический металлический стержень с головкой.

рис.168

В зависимости от типа головки, различают: заклепки с полукруглой, потайной и полупотайной головками (рис.168):

· Заклепки с полукруглыми головками применяют в силовых и плотных силовых швах;

· Заклепки с потайной головкой используют тогда, когда выступающие головки нежелательны;

· Заклепки с полупотайной головкой применяют для соединения тонких (до 4 мм) стальных листов.

· Пустотелые заклепки применяют для соединения тонких листов и неметаллических деталей.

Обычно заклепки изготовляют из калиброванных прутков из углеродистой стали марок Ст2 и Ст З, а также сталей 10, 15. Материал заклепок должен быть пластичным. Допускаемые напряжения выбираются из расчета на срез и на смятие.

Длину заклепки рассчитывают по формуле;

L = S₁ + S₂ + 1.5 d_з,

где S ₁и S ₂ – толщина соединяемых листов; d_з – диаметр заклепки;

рис.169

Заклепочные соединения образуют постановкой заклепок в совмещенные отверстия соединяемых деталей и расклепкой с осаживанием стержня, который заполняет отверстие (рис.169). Отверстия под заклепки выполняют пробивкой или сверлением, диаметр отверстий должен быть на 0,5 – 1 мм больше диаметра заклепки. Заклепки стандартизированы. Заклепки одного и того же диаметра бывают разной длины. По назначению заклепочные швы делятся на прочные и плотные, от которых требуется не только прочность, но и герметичность.

Заклепочные соединения

Однорядный нахлесточный

Соединение заклепочное «встык» с одной накладкой

Соединение заклепочное «встык» с двумя накладками

шов двухрядный стыковой

Двухрядный нахлесточный шахматный

Расчет заклепочных соединений

Расчет заклепки односрезной

Рис.170

Заклепка соединяет две детали и рассчитывается на срез и на смятие (рис.170), одна плоскость среза: на срез -

; А_с = ; на смятие -

; А_см= dδ;

Расчет заклепки двухсрезной Рис.171	Заклепка соединяет три детали и рассчитывается на срез и на смятие (рис.171), две плоскости среза: на срез - ; на смятие - ; А_см= dδ;
Расчет листа, ослабленного отверстиями под заклепки рис.172	Расчет соединяемых листов на растяжение. Расчет проводится в сечении листов, ослабленных отверстиями под заклепки (рис.172) по формуле: где δ – меньшая из толщин листов; b – ширина листа; z_i – число заклепок в ряду

Для стыковых швов учитывают число заклепок на одну сторону стыка.

Тема 3.15 Разъемные соединения деталей машин

Шпоночные соединения

Цель:

· Иметь представление о типах шпоночных соединений, их достоинствах и недостатках;

Знать:

· Напряженные и ненапряженные шпоночные соединения, их назначение;

Уметь:

· Выполнять проверочный расчет шпоночного соединения;

Шпонки служат для передачи крутящего момента от вала к ступице детали или, наоборот, от ступицы - к валу. Основные типы шпонок стандартизированы.

рис.173

Шпоночные соединения состоят: из шпонки - 1; вала - 2, в котором выполнен шпоночный паз, и ступицы - 3, в которой выполнен шпоночный паз (рис.173). Шпонка – стальной брусок, вставляемый в пазы вала и ступицы.

Достоинства:

а) простота конструкции;

б) сравнительная легкость монтажа и демонтажа;

Недостатки:

а) ослабление вала и ступицы шпоночным пазом;

б) концентрация напряжений, вызываемая шпоночным пазом;

Различают напряженные или ненапряженные шпоночные соединения. Ненапряженные шпоночные соединения осуществляют с помощью призматических и сегментных шпонок, а напряженные – посредством клиновых шпонок.

Призматические шпонки бывают обыкновенные, направляющие и скользящие.

Обыкновенные шпонки

рис.174

Обыкновенная шпонка представляет собой призматический брусок (рис.174). Ступица установлена неподвижно. Обыкновенные шпонки стандартизированы и выбираются по стандарту в зависимости от диаметра вала.

Направляющие шпонки

рис.175

Направляющие – применяются в тех случаях, когда ступицы должны иметь возможность перемещаться вдоль валов, такие соединения называются подвижными. Направляющие шпонки прикрепляются к валу винтами (рис.175). Направляющие шпонки стандартизированы.

Скользящие шпонки

рис.176

Скользящие шпонки также относятся к подвижным соединениям (рис.176). Скользящие шпонки соединяются со ступицей выступом цилиндрической формы. Ступица вместе со шпонкой перемещается вдоль вала, поэтому между шпонкой и валом имеется гарантированный зазор. Скользящие шпонки стандартизированы.

Шпоночные соединения применяют в тех случаях, если к точности центрирования соединяемых деталей не предъявляется особых требований.

Размеры сечений шпонок и пазов выбирают в зависимости от диаметров валов по ГОСТу.

Материалом шпонок является чистотянутая шпоночная сталь, s_в не менее 600 МПа, сегментные шпонки - из стали сегментного профиля.

Рабочими гранями призматических шпонок служат их боковые грани, различают три вида соединений ширины шпонки b (рис.174): нормальное – N; (паз вала - N9, паз втулки - J_s9), свободное – (паз вала – H9, паз втулки – D10, с зазором), плотное – (паз вала и втулки – P9).

Для облегчения сборки, между шпонкой и ступицей или между скользящей шпонкой и валом предусматривают радиальный зазор (по высоте шпонки).

Наибольшее распространение имеют призматические шпонки, они обеспечивают большую точность посадок ступиц на валах, и в меньшей степени ослабляют вал.

Вал устанавливается в ступицу по посадкам с зазором, натягом и переходным, например: Н9/f9, Н8/h8, Н7/u7.

Сегментные шпонки

рис.177

Сегментные шпонки (рис.177) работают боковыми гранями, являются самыми технологичными из-за легкости изготовления шпонок и пазов для них. Недостатком является глубокий паз, что снижает прочность вала, поэтому сегментные шпонки служат для передачи небольших крутящих моментов.

Клиновые шпонки

рис.178

Клиновые шпонки имеют форму односкосного клина с уклоном 1:100 (рис.178). Такой же уклон имеют пазы в ступицах. Клиновые шпонки изготавливают с выступом и без них. Выступ необходим для удобства демонтажа. Шпонки создают напряженное соединение и нарушают центрирование ступиц на валах, ступица не требует стопорения. Соединение клиновыми шпонками применяют в тихоходных передачах, они хорошо воспринимают ударные и знакопеременные нагрузки.

Шпоночные соединения выполняют (рис.179):

шпоночный паз на валу выполняют фрезерованием шпоночной или концевой фрезой,

шпоночный паз в ступице выполняют протягиванием или долблением.

I – протягиванием; II, III – фрезерованием; IV - фрезерованием шпоночной фрезой; V – долблением.

рис.179

Расчет шпоночных соединений

Шпоночные соединения рассчитывают на срез и на смятие, проверочным расчетом.

s_см= 2М/(dl_рабК)< [ s_см ]; t_ср= 2М/(dl_рабb)< [ t_ср ],

где

Т - крутящий момент;

d – диаметр вала;

b – ширина шпонки;

l_раб= l-b – рабочая длина шпонки;

К – справочный коэффициент;

s_см и [ s_см ] - расчетное и допускаемое напряжения смятия;

t_ср и [ t_ср ] - расчетное и допускаемое напряжения среза;

Расчет шпонок (рис.180):

рис.180

Шпонки (рис. 180.) работают на срез и смятие: Проверочный расчет на смятие:

А_см = lt – площадь смятия; где l — длина шпонки; t — высота выступающей части; b — ширина шпонки. Проверочный расчет на срез:

; А_с = bl –площадь среза; где l — длина шпонки; b — ширина шпонки.

Шлицевые соединения

Цель:

· Иметь представление о видах центрирования шлицевых соединений; достоинствах и недостатках;

Знать:

· Область применения, достоинства и недостатки шлицевых соединений;

Уметь:

· Выполнять проверочный расчет шлицевого соединения на смятие;

рис.181

Шлицевые соединения служат для передачи крутящего момента от вала к ступице детали или, наоборот, от ступицы к валу. Это многошпоночное соединение, в котором шпонки выполнены за одно целое с валом (рис.181).

Достоинства:

· возможность передачи больших моментов, благодаря значительной поверхности контакта соединяемых деталей,

· более точное центрирование ступицы по валу,

· лучшее направление в осевом перемещении, большая прочность вала, не ослаблен вал.

Недостатки:

· более сложное изготовление, чем шпоночное соединение.

Классификация шлицевых соединений

1. В зависимости от формы профиля шлицев различают соединения с прямобочным, эвольвентным и треугольным профилем.

рис.182

Прямобочное шлицевоесоединение–наиболее распространенное (рис.182). Применяют с центрированием по наружному D - диаметру, внутреннему d- диаметру и боковым сторонам b шлицев. Изготавливают прямобочные шлицевые соединения с 6, 8, 10, 16, 20 – шлицами.

рис.183

Эвольвентное шлицевое соединение (рис.183), по сравнению с прямобочным, имеет более высокую прочность шлицев вследствие их утолщения к основанию, повышенную технологичность. Недостаток: дорогой инструмент для изготовления шлицевого отверстия в ступице, его изготавливают протяжками.

рис.184

Треугольное шлицевоесоединение (рис.184) – применяют только в качестве неподвижного соединения при передаче небольших моментов.

2. Шлицевые соединения бывают неподвижные и подвижные, обеспечивающие возможность осевого перемещения ступицы по валу.

3. Шлицевые соединения различают по сериям: легкая, средняя и тяжелая.

4. Шлицевые соединения различают по способу центрирования, т.е. по точности изготовления размеров шлицевого соединения.

рис.185	Центрирование по наружному диаметру - D(рис.185) -применяется для более точного совпадения геометрических осей соединяемых деталей, в неподвижных соединениях, т.е. наружный диаметр прямобочного шлицевого соединения выполняется точнее, чем внутренний диаметр и ширина шлица -b Обозначение на чертеже
рис.186	Центрирование по внутреннему диаметру - d -применяется когда требуется более точное совпадение геометрических осей соединяемых деталей, в подвижных соединениях (рис.186) Обозначение на чертеже
рис.187	Центрирование по b –не обеспечивает точной соосности ступицы и вала, применяется при передаче больших моментов (рис.187), когда к точности центрирования не предъявляется высоких требований (в соединениях карданных валов автомобилей); Обозначение на чертеже

Расчет шлицевых соединений

Размеры шлицевых соединений выбирают в зависимости от диаметра вала по ГОСТу, длина шлицев определяется длиной ступицы, а если ступица подвижная – то ходом ее перемещения.

1. Шлицевые соединения рассчитывают на смятие проверочным расчетом.

s_см и [s_см] - расчетное напряжение смятия на рабочих поверхностях шлицев и допускаемое напряжения смятия; [s_см] = 50-100МПа

М- крутящий момент;

d_с – средний диаметр шлицевого соединения; d_с= 0,5(D+d);

z – число шлицев;

h – высота поверхности контакта шлицев; h = 0,5(D-d);

l – длина поверхности контакта шлицев;

y - коэффициент, = 0,7-0,8

2. Шлицевые соединения рассчитывают на износ.

Условие работы соединения без износа

где [σ_изн] – допускаемое напряжение на износ, зависящее от твердости рабочих поверхностей зубьев;

[σ_изн]=0,3HB – для нормализованных и улучшенных зубьев;

[σ_изн]=0,3HRC– для закаленных зубьев;

Размеры соединений в основном определяются прочностью и жесткостью валов, поэтому напряжения на рабочих поверхностях могут быть значительно ниже допускаемых

Резьба и резьбовые соединения

Цель:

· Знать классификацию резьбы, ее назначение и применение в соединениях; типы резьбовых соединений, их достоинства и недостатки, основы расчета на прочность, формулы для расчета;

· Уметь выполнять проверочный и проектный расчеты;

Резьбовые соединения (рис.188) являются наиболее распространенными разъемными соединениями. Основным элементом резьбового соединения является резьба, которая получается путем прорезания или накатки на поверхности деталей канавок по винтовой линии (рис.189).

рис.188