Типы и особенности проектирования соединений
Резьбовые соединения
Резьбовое соединение при помощи дополнительных соединительных деталей, например, болтов, шпилек, винтов, гаек и т.д;
o болтовое соединение;
o винтовое соединение;
o шпилечное соединение.
Резьбы классифицируют по различным признакам:
По направлению винтовой линии: правая, левая.
По форме профиля: треугольная, трапецеидальная, прямоугольная, круглая, упорная, метрическая, дюймовая.
По расположению на детали: внешняя, внутренняя.
По характеру поверхности: цилиндрическая, коническая.
По назначению: крепежная, крепежно-уплотняющая, ходовая (для передачи движения), специальная(в т. ч.: часовая, на пластмассовых деталях, окулярная, круглая для объективов микроскопов, круглая для светотехники).
По числу заходов: однозаходная, многозаходная.
1. Определение типа резьбы (метрическая, трубная, цилиндрическая и т.д.)
2. Механические свойства материалов резьбовых деталей
3. Соотношение между силами и моментами, действующими на резьбовые детали в процессе затяжки
4. Условие самоторможения резьбы
5. Прочность затянутого резьбового соединения
6. Допускаемые напряжения в болтах при постоянных нагрузках
7. Расчет резьбовых соединений при переменных нагрузках
8. Расчет группы болтов
Сварные соединения
Сварное соединение— неразъёмное соединение, выполненное сваркой.
Сварной шов— участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации.
|
|
|
Основные типы сварных соединений
• Стыковое— сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями.
• Нахлёсточное— сварное соединение, в котором сваренные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга.
• Угловое— сварное соединение двух элементов расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев.
• Тавровое— сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другого элемента.
• Торцовое— сварное соединение, в котором боковые поверхности сваренных элементов примыкают друг к другу.
1. Соединения электродуговой и газовой сваркой
2. Сварные стыковые соединения
3. Сварные нахлесточные соединения
4. Сварные тавровые соединения
5. Конструкция и расчет соединений, выполненных контактной сваркой
6. Выбор допускаемых напряжений для расчета сварных соединений
7. Расчет сварных соединений при переменных режимах нагружения
Клеевые соединения
Склеивание – это способ создания неразъемного соединения элементов конструкции с помощью клея. Процесс склеивания основывается на явлении адгезии – сцепления в результате физических и химических сил взаимодействия клея с различными материалами при определенных условиях.
|
|
|
Конструирование клеевых соединений
Элементы конструкции, сборка которых осуществляется склеиванием, должны иметь для этого специально спроектированное соединение. При проектировании клеевого соединения необходимо:
• определить величину и тип нагрузки на всю конструкцию и особенно на клеевое соединение;
• определить изменение свойств клеевого соединения под воздействием среды, в которой оно будет работать;
• выбрать материал конструкции;
• выбрать клей;
• рассчитать размеры и остальные конструкционные параметры соединения с учетом запаса прочности;
• выбрать технологию склеивания (обработку поверхности, способ нанесения клея, режим отверждения);
• экономически обосновать выбранную конструкцию и технологию.
При конструировании клеевых соединений необходимо учитывать следующие рекомендации:
• площадь склеивания должна быть как можно большей;
• нагрузку должна нести максимальная часть площади склеивания;
|
|
|
• необходимо добиваться, чтобы напряжение в клеевом шве действовало в направлении его максимальной прочности;
• оптимальные зазоры между склеиваемыми поверхностями в зависимости от марки клея и конструкции должны быть в пределах:
0,05…0,15мм при склеивании металлов между собой;
0,05…0,2мм при склеивании металлов с неметаллическими материалами;
0,1…0,2мм при склеивании металлов с резиной.
В процессе эксплуатации клеевые соединения воспринимают различные нагрузки, которые могут быть приведены к четырем основным типам
Расчет клеевых соединений
Для расчета наиболее распространенных соединений пользуются приближенными формулами.
Действующие напряжения при сдвиге нахлесточного соединения:
τ = F / (ba),
где F – сдвигающая сила; b, a – ширина и длина нахлестки.
Для неответственных соединений длина нахлестки
а = (2,5…5)s,
где s – толщина склеиваемых листов.
При динамических нагрузках прочность при сдвиге принимают равной 1/3 ее значения при статическом нагружении.
Заклепочные соединения
Заклёпочное соединение— неразъёмное соединение деталей при помощи заклёпок.
Заклепочные соединения состоят из двух или нескольких листов или деталей, соединяемых (склепываемых) вне разъемную конструкцию с помощью заклепок (рис.). Заклепкой называют круглый стержень, имеющий сформированную закладную головку 1 на одном конце и формируемую в процессе клепки замыкающую головку 2 на другом его конце. При этом детали сильно сжимаются, образуя прочное, неподвижное неразъёмное соединение. Форма и размеры заклепок регламентированы стандартом. Заклепочным швом называют соединение, осуществляемое группой заклепок
|
|
|
1. Типы заклепок. Конструкции швов
2. Расчет заклепочного соединения, нагруженного растягивающей силой и моментом в плоскости стыка
3. Расчет на прочность заклепки, деталей заклепочного соединения
4. Материалы заклепок и выбор допускаемых напряжений
Соединения с натягом
Соединения деталей с натягом – это напряженные соединения, в которых натяг создается необходимой разностью посадочных размеров вала и втулки.
Для закрепления деталей используют силы упругости предварительно деформированных деталей. Обычно соединение деталей осуществляется по
цилиндрическим или (реже) коническим поверхностям, при этом одна деталь охватывает другую, специальные соединительные детали отсутствуют. Натягом называют положительную разность размера вала dB и отверстия do до сборки:N= dВ-do>0.
1. Вероятностная оценка натяга посадки
2. Нагрузочная способность соединений с натягом
3. Напряженное состояние деталей соединения с натягом
4. Упрощенный расчет деталей соединений с натягом на отсутствие пластических деформаций
5. Последовательность подбора посадки
6. Расчет соединений с натягом, нагруженных изгибающим моментом
7. Особенности сборки и конструирования соединений с натягом
8. Соединения посадкой на конус
Шпоночные соединения
Шпоночные и шлицевые соединения служат для закрепления на валу (или оси) вращающихся деталей (зубчатых колес, шкивов, муфт и т. п.), а также для передачи вращающего момента от вала 1 к ступице детали 2 или, наоборот, от ступицы к валу
Шпоночное соединение образуют вал, шпонка и ступица колеса (шкива, звездочки и др.).
Шпонка представляет собой стальной брус, устанавливаемый в пазы вала и ступицы. Она служит для передачи вращающего момента между валом и ступицей. Основные типы шпонок стандартизованы. Шпоночные пазы на валах получают фрезерованием дисковым или концевыми фрезами, в ступицах протягиванием.
1. Соединения с призматическими шпонками
2. Соединения с сегментными шпонками
3. Материалы шпонок и выбор допускаемых напряжений
Шлицевые соединения
Шлицевое соединение образуют выступы (зубья) на валу (рис. 1, 2, 3), входящие в соответствующие впадины (шлицы) в ступице.
Рабочими поверхностями являются боковые стороны выступов. Выступы на валу выполняют фрезерованием, строганием или накатыванием в холодном состоянии профильными роликами по методу продольной накатки. Впадины в отверстии ступицы изготовляют протягиванием или долблением.
Условно можно представить шлицевое соединение, как многошпоночное соединение, у которого шпонки выполнены как одно целое с валом.
Основное назначение шлицевых соединений - передача вращающего момента между валом и ступицей. При этом ступица может быть закреплена на колесе, фланце, шкиве, ролике или другом валу(карданный вал).
Шлицевые соединения стандартизованы и широко распространены в машиностроении.
Шлицевые соединения различают:
• по характеру соединения - неподвижные для закрепления детали на валу; подвижные, допускающие перемещение вдоль вала (например, блока шестерен коробки передач; шпинделя сверлильного станка, карданного вала автомобиля);
• по форме выступов - прямобочные, эвольвентные, треугольные.
Расчет шлицевых соединений на прочность
Основным критерием работоспособности шлицевых соединений является сопротивление рабочих поверхностей смятию и изнашиванию.
Смятие и изнашивание рабочих поверхностей зубьев связаны с действующими на контактирующих поверхностях напряжениями смятия, поэтому напряжение смятия σсм рассматривают, как обобщенный критерий расчета и на смятие, и на изнашивание.
Изнашивание боковых поверхностей зубьев (фреттинг-коррозия) обусловлено микроперемещениями деталей соединения вследствие упругих деформаций при действии радиальной нагрузки и вращающего момента или несовпадения осей вращения (из-за зазоров, погрешностей изготовления и монтажа).
Такой расчет называется упрощенным (приближенным) расчетом по обобщенному критерию работоспособности.
Рекомендации по конструированию шлицевых соединений
При проектировании и конструировании шлицевых соединений следует учитывать изложенные ниже рекомендации, основанные на опыте эксплуатации и аналитических выводах:
1. Для подвижных соединений рекомендуется рабочую длину ступицы принимать не меньше диаметра вала, т. е. lр ≥ d.
При коротких ступицах при перемещении их вдоль вала возможно защемление от перекоса.
2. В длинных ступицах (lст> 1,5d) необходима расточка отверстия для выхода стружки при протягивании.
3. Для облегчения входа протяжки и сборки соединения в отверстии ступицы выполняют фаски f.
4. В соединениях, воспринимающих радиальные нагрузки (зубчатые и червячные колеса, звездочки, шкивы и т. п.), зубья соединения желательно располагать симметрично относительно венцов колес, звездочек и т. д.
5. Для уменьшения изнашивания следует уменьшать зазоры в соединении, повышать точность изготовления и твердость рабочих поверхностей
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 306; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!