загрузка...
загрузка...
На головну

шпонкові з'єднання

  1. АЗОТ І ЙОГО СПОЛУКИ
  2. Азотомісткі АРОМАТИЧНІ ГЕТЕРОЦИКЛІЧНІ З'ЄДНАННЯ
  3. АРОМАТИЧНІ Діазо- І Азосоединения, барвники
  4. Болтові з'єднання металевих конструкцій
  5. У більшості випадків естрадному драматургу слід домагатися, щоб тема програми, її склад давали можливість органічного, смислового з'єднання двох відділень.
  6. Види з'єднання резисторів
  7. Усередині товариства на вірі з учасників з необмеженою відповідальністю складається повне товариство, яке підпорядковується правилам, встановленим для цієї форми з'єднання.

Шпонковими називають роз'ємні з'єднання складових частин виробу із застосуванням шпонок. Деталі шпоночно з'єднання показані на рис. 3.20, де шпонка 1 закладається в пази валу 2 і маточини 3, яка одягається поверх вал деталі (шківа, зубчастого колеса і т. П.). Шпонкові з'єднання можуть бути нерухомими і рухливими і служать зазвичай для запобігання відносного повороту маточини і вала при передачі крутного моменту. Шпонкові з'єднання широко застосовують у всіх галузях машинобудування.

Переваги шпонкових з'єднань: простота і надійність конструкції, легкість збирання і розбирання з'єднання, невисока вартість. Основний недолік шпонкових з'єднань - зниження здатності навантаження деталей, через ослаблення їх поперечних перерізів шпонковими пазами і значної концентрації напружень в зоні цих пазів.

Малюнок 3.20 - Шпонкові з'єднання

Шпонкові пази на валах і осях зазвичай отримують фрезеруванням кінцевими або дисковими фрезами (рис. 3.21, а, б). Слід зазначити, що в першому випадку ефективний коефіцієнт концентрації напружень приблизно на 20% більше, ніж у другому випадку внаслідок більш плавного виходу дискової фрези і менш різкої зміни поперечного перерізу вала. Шпонкові пази в маточинах звичайно протягають шпоночной протяжкой або довбають різцем.

Малюнок 3.21 - Шпонкові пази на валах і осях з використанням фрез:

(А) кінцевих (б) дискових

Форма і розміри більшості типів шпонок стандартизовані, а їх застосування залежить від умов роботи і деталей, що з'єднуються і діаметрів посадкових поверхонь.

Шпонкові з'єднання поділяють на напружені і ненапряженное Під напруженим розуміється таке з'єднання, в якому постійно діють внутрішні сили пружності, викликані попередньої (т. Е. До додатка навантаження) затягуванням.

Напружені шпонкові з'єднання здійснюються стандартними клиновими (рис. 3.22) і тангенціальними (рис. 3.23) шпонками з ухилом 1: 100, що забезпечує самоторможіння. Клинові шпонки забивають в пази, ширина яких перевищує ширину шпонки Ь, в результаті чого виникають значні радіальні розпірні сили і напружене з'єднання, здатне передавати обертаючі моменти і сприймати осьові навантаження в обох напрямках. Відповідно до стандарту клинові шпонки можуть бути чотирьох виконань: з головкою, без головки і без заокруглень по кінцях, з заокругленим одним або двома кінцями. З'єднання клиновими шпонками застосовують в тихохідних передачах, схильних до динамічним навантаженням.

Малюнок 3.22 - Клинові шпонки

Малюнок 3.23 - Тангенціальні шпонки

У з'єднаннях тангенціальними (нормальними або посиленими) шпонками натяг створюється не в радіальному, а в тангенціальному напрямку, причому кожна шпонка виконується з двох односкосних клинів, положення яких після складання має бути зафіксовано за допомогою штифта або іншим способом. Тангенціальні шпонки застосовують у важкому машинобудуванні, причому посилені шпонки ставлять при повьшенних ударних навантаженнях і частій зміні напрямку обертання. Зазвичай тангенціальні шпонки ставлять попарно під кутом 120 ° або 180 ° і орієнтують їх в протилежному напрямку, так як кожна шпонка передає крутний момент тільки в одну сторону (рис 3 23)

Напружені шпонкові з'єднання володіють великою навантажувальною здатністю, не вимагають високої точності пригону, але як правило, деформують з'єднуються деталі, викликають розцентровки, дисбаланс і неврівноваженість деталей, а при коротких маточинах - перекіс осей. Ці обставини різко обмежують сферу застосування напружених шпонкових з'єднань в сучасних машинах.

Ненапружені шпонкові з'єднання здійснюються стандартними призматическими і сегментними або спеціальними шпонками. Рухоме з'єднання стандартної призматической направляючої шпонкою з кріпленням на валу показано на рис. 3.24, а (отвір для гвинта посередині призначене для вилучення шпонки з паза вала за допомогою гвинта). На рис. 3.24, б показано рухливе шпонкові з'єднання зі спеціальними легкими шпонками.

Малюнок 3.24 - Рухоме шпонкові з'єднання (а) зі стандартною призматической направляючої шпонкою з кріпленням на валу, (б) зі спеціальними легкими шпонками

Нерухоме з'єднання призматической шпонкой показано на рис. 3.25. Розміри, допуски і посадки призматичних шпонок і пазів регламентовані ГОСТами. За формою торців призматичні шпонки можуть бути трьох виконань (рис. 3.25).

Призматичні шпонки забезпечують передачу крутного моменту, але не можуть сприймати осьові навантаження. Високі призматичні шпонки мають підвищену навантажувальною здатністю і застосовуються для маточин з чавуну та інших матеріалів більш низької міцності, ніж матеріал вала. Залежно від прийнятої бази обробив і вимірювання на робочому кресленні повинен вказуватися один розмір для вала t1 (Кращий варіант) або d-t1 для втулки d + t2.

Малюнок 3.25 - Нерухоме з'єднання призматической шпонкой

З'єднання сегментной шпонкой показано на рис. 3.26.

Малюнок 3.26 - З'єднання сегментной шпонкой

Розміри сегментних шпонок і перетинів пазів встановлені ГОСТом, причому стандарт передбачає шпонки двох виконань: висотою h (без лиски) І висотою h1 (З лискою). Сегментні шпонкові з'єднання технологічні »зручні при складальних роботах, але глибокий шпонковий паз значно послаблює вал, тому такі сполуки застосовують при передачі невеликих обертаючих моментів або для фіксації деталей на осях. Залежно від прийнятої бази обробки і вимірювання на робочому кресленні | повинен вказуватися один розмір для вала t1 (Кращий варіант) або D - t1 для втулки D + t2, Де D - діаметр вала.

Розрахунок ненапружених шпонкових з'єднань. Основними критеріями працездатності ненапружених шпонкових з'єднань є міцність шпонки на зріз і міцність з'єднання на зминання. Розрахунки на зріз і зминання засновані на припущенні, що відповідні напруги розподілені по перетинах рівномірно. Розрахункова формула на зріз шпонки (рис. 3.27) має вигляд

?ср = 2Т / d Аср ? [?ср]

де Т- крутний момент; d- ~ діаметр вала; АСР - площа зрізу шпонки (площину можливого зрізу показана на рис. 3.27 хвилястою лінією).

Рі нок 3.27 - Міцність шпонки на зріз і міцність з'єднання на зминання

Розрахункова формула шпоночно з'єднання на зминання має вигляд

?см = 2Т / d Асм ? [?см]

де Асм = (H - t1,)lp ; (H - t1) - Висота площадки зминання; lp - Розрахункова Довжина шпонки (lp = L - b) для шпонок виконання A, L = I для шпонок ис  конання В, lp = l - B / 2 для шпонок виконання С, див. Рис. 3.25); / Р = dm. сегментних шпонок по ГОСТу прийняті наступні позначення: d - діаметр шпонки; D - діаметр вала (див. Рис. 3.26).

Розміри стандартних призматичних і сегментних шпонок встановлені в залежності від діаметра вала за умовою міцності шпонки на зріз, тому основним для таких з'єднань є перевірочний розрахунок на зминання, а розрахунок на зріз необхідний лише для нестандартних шпонок і особливо відповідальних конструкцій. Якщо потрібно визначити довжину призматичної шпонки, то її також визначають з розрахунку на зминання. Зазвичай довжина призматичної шпонки повинна бути на 3-10 мм менше довжини маточини, насадженої на вал деталі.

Матеріали шпонок і допустимі напруження. Відповідно до діючих стандартів, шпонки повинні виготовлятися із сталей з тимчасовим опором розриву не менше 590 МПа

Сортамент чістотянутих середньовуглецевих сталей для сегментних і призматичних шпонок регламентований ГОСТом. Леговані стали застосовують для спеціальних шпонок.

Допустимі напруги на зминання для нерухомих шпонкових з'єднань приймають в залежності від межі текучості:

[?см] = ?т/ [S]

де допустимий коефіцієнт запасу міцності [s] = 1,9 ... 2,3 при постійній нереверсивний навантаженні; [S] = 2,9 ... 3,5 при змінної нереверсивний навантаженні; при реверсивної навантаженні значення [s] збільшуються на 30%. При чавунних маточинах [?см] = 70 ... 100 МПа. Для рухливих шпонкових з'єднань з метою попередження задирака і обмеження зносу допустимі напруження зминання зменшують в 3 ... 4 рази.

Допустимі напруги на зріз для шпонок приймають в межах

[?ср] = 60 ... 100МПа (менші значення беруть при динамічних навантаженнях).

Приклад 3.2. Підібрати призматичну шпонку для з'єднання сталевого зубчатого колеса з валом діаметром d = 55 мм, що передає крутний момент Т = 600 Нм. Довжина маточини зубчастого колеса 70 мм. Навантаження постійна реверсивна.

Рішення. Відповідно до стандарту, на призматичні шпонки по заданому діаметру вала беремо шпонку з розмірами: b - 16 мм, h = 10 мм, t1 = 6 мм (виконання А). З огляду на довжину маточини, зі стандартного ряду вибираємо довжину шпонки l = 63 мм; розрахункова довжина lp = l - B = 63 - 16 = 47 мм.

Беручи матеріал шпонки сталь 45 з межею текучості ?т = 350, а допустимий коефіцієнт запасу міцності [s] = 2,5 (навантаження постійна реверсивна) визначимо допустиме напруження

[?см] = ?т/ [S] = 320 / 2,5 = 140 МПа.

Перевіряємо з'єднання на зминання:

?см = 2Т / [d (h- t1) lp] = 2 • 600 / [55 • 10-3(10-6) • 10-3• 47 • 10-3] = 116 • 106па =

= 116 МПа ? [?см] = 140 МПа.

Міцність шпоночно з'єднання забезпечена; якщо підрахувати напруги зрізу, то

?ср ? 25 МПа ? [?ср] = 60 МПа.



Попередня   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   Наступна

Загальні відомості про проектування машин | Стандартизація і взаємозамінність деталей машин | Технологічність конструкцій і економічність деталей машин | Критерії працездатності і зношування деталей машин | Короткі відомості про конструкційні машинобудівних матеріалах | Клепані з'єднання. | зварні з'єднання | Клеєні і паяні з'єднання | пресові з'єднання | Загальні відомості про різьбових з'єднаннях |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати