КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Шпоночные соединения
ШПОНОЧНЫЕ, ШЛИЦЕВЫЕ, ПРОФИЛЬНЫЕ И ШТИФТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Шпоночные, шлицевые и профильные соединения широко используют в конструкциях машин для передачи вращения от вала к ступице зубчатого колеса, шкива, звездочки и т. п. Общие сведения. Соединение двух соосных цилиндрических деталей (вала и ступицы) для передачи вращения между ними осуществляется с помощью шпонки — специальной детали, закладываемой в пазы соединяемых деталей (рис. 33.1). Иногда шпонки используют в качестве направляющих для осевого перемещения ступицы по валу (направляющие шпонки).
В машиностроении применяют ненапряженные соединения (с помощью призматических и сегментных шпонок, рис. 33.1, а, б) и напряженные соединения (с помощью клиновых шпонок, рис. 33.1, в). Шпонки этих типов стандартизованы, их размеры выбирают по ГОСТ 23360—78, ГОСТ 24071-80 и ГОСТ 24068-80. Простота конструкции, невысокая стоимость изготовления, удобство сборки и разборки обеспечивают широкое использование соединений во всех отраслях машиностроения. Однако отсутствие взаимозаменяемости и, как следствие, необходимость ручной пригонки или подбора ограничивают использование соединений в машинах крупносерийного и массового производства. Не рекомендуется применение соединений для быстровращающихся валов ответственного назначения из-за сложности обеспечения концентричной посадки сопрягаемых деталей. Эти два недостатка соединений являются основными. Широко применяются соединения с призматическими шпонками. Такие соединения в сравнении с напряженными более технологичны (легкий монтаж и демонтаж) и обеспечивают лучшее центрирование деталей. Во многих случаях соединение деталей осуществляют с натягом.
Призматические шпонки имеют прямоугольное сечение с отношением высоты к ширине от h/b = 1 (для валов диаметром до 22 мм) до h/b = 0,5 (для валов больших диаметров). Рабочими у призматических шпонок являются боковые узкие грани. В радиальном направлении предусмотрен зазор. В ответственных соединениях сопряжение дна паза с боковыми сторонами выполняют по радиусу для снижения концентрации напряжений. Материал шпонок — чистотянутая сталь с пределом прочности σв ≥ 600 МПа. Расчет соединений. Основным для соединений с призматическими шпонками является условный расчет на смятие (упру-гопластическое сжатие в зоне контакта). Если принять для упрощения, что давления в зоне контакта распределены равномерно (см. рис. 33.1, а), и плечо главного вектора давлений равно 0,5d (где d — диаметр вала), то напряжения смятия на боковых гранях (пазах) шпонки (33.1)
где Т— вращающий момент; l р — рабочая длина шпонки (см. рис. 33.1, a); t2 = 0,4h — глубина врезания шпонки в ступицу; [σсм] - допускаемое напряжение на смятие. На практике сечение шпонки подбирают по ГОСТ 23360—78 в зависимости от диаметра вала, а длину l шпонки назначают на 5... 10 мм меньше длины ступицы. Затем по формуле (33.1) оценивают прочность соединения на смятие или вычисляют предельный момент, соответствующий [σсм ]. Рабочая длина шпонки l р = l - b может быть вычислена из очевидного соотношения Проверку прочности шпонок на срез обычно не производят, так как это условие удовлетворяется при использовании стандартных сечений шпонок и рекомендуемых значения [σсм]. Если условие прочности (33.1) не выполняется, то соединение образуют с помощью двух шпонок, установленных под углом 120 или 180°. Сегментные шпонки имеют более глубокую посадку и не перекашиваются под нагрузкой, они взаимозаменяемы. Однако глубокий паз существенно ослабляет вал, поэтому сегментные шпонки используют преимущественно для закрепления деталей на мал онагру женных участках вала (например, на входных или выходных хвостовиках валов).
Расчет соединений с сегментными шпонками также производят по формуле (33.1), принимая t2 = h – t1 (см. рис. 33.1,6). Допускаемые напряжения на смятие при постоянной нагрузке в соединении стального вала и шпонки из чистотянутой стали с σв = 500 /600 МПа в зависимости от материала ступицы можно выбирать следующими:
Материал ступицы Сталь Чугун, алюминий Текстолит, древопластик [σсм], МПа.... 150-180 80-100 15-25
Большие значения принимают при легком режиме работы (переменная нагрузка не свыше 5% от постоянной), а меньшие при тяжелых условиях эксплуатации (нагрузка знакопеременная с ударами). При реверсивной нагрузке допускаемые напряжения уменьшают в 1,5 раза, а при ударной нагрузке — в 2 раза,
Дата добавления: 2014-01-13; Просмотров: 441; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |