На срез и смятие

Расчеты соединительных деталей

Разрушение соединительных деталей (болта, штифта, заклепки, шпонки, шпильки), происходящее под действием нагрузок, перпендикулярных их собственным осям, называется срезом. В поперечном сечении возможного среза возникает один внутренний фактор – поперечная сила Q. Условие прочности при расчете на срез:

,

где τ_ср- расчетное напряжение среза в поперечном сечении детали; А_{ср –} площадь поперечного сечения или площадь среза; - допускаемое напряжение на срез, зависит от материала и условий работы.

= (0,25….0,35) σ_{Т ,}

или = (0,55…0,60) .

Смятие. При небольшой толщине h соединяемых листов и значительной нагрузке между поверхностью соединительной детали и стенками отверстия возникает большое взаимное давление. В результате этого стенка отверстия может обмяться, форма отверстия изменится и соединение разрушится.

Давление, возникающее между поверхностями соединительной детали и отверстия, называется напряжением смятия (σ_см). Условие прочности на смятие запишется:

,

где А_см – площадь смятия; - допускаемое напряжение смятия. Для низкоуглеродистой стали = 60…120 Н/мм². Поверхность смятия для цилиндрической поверхности вычисляется по формуле:

,

т.е. расчетная поверхность смятия равна площади проекции поверхности контакта деталей на диаметральную плоскость.

Если поверхность смятия плоская, как это встречается, например, в шпоночном соединении вала со ступицей зубчатого колеса, то в расчет принимается фактическая площадь поверхности контакта деталей, т.е.

(длина х ширина).

Вращающий момент Т с вала на ступицу колеса передается узкими боковыми гранями шпонки. При этом на гранях возникают напряжения смятия σ_см, а в продольном сечении шпонки – напряжения среза τ_{ср .}. Считается, что шпонка врезана в вал на половину своей высоты.

Условие прочности запишется:

- по напряжениям смятия - по напряжения среза

τ_ср = , где ; d -диаметр вала; h – высота, а b – ширина шпонки; l_p - рабочая длина шпонки.

У стандартных шпонок размеры “ b ” и “ h ” подобраны так, что нагрузку соединения ограничивают не напряжения среза, а напряжения смятия.