Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Содержание
- 1. Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
- 2. - штифтовые соединения
- 3. По назначению штифты разделяют на силовые и установочные.В качестве силовых используют конические и фасонные штифты.
- 4. Конструкции штифтов
- 5. Известны цилиндрические (а,б), конические (в,
- 6. Достоинства штифтовых соединений:- простота конструкции;- простота монтажа-демонтажа;-
- 7. При больших нагрузках ставят два
- 8. Соединение цилиндрическим штифтом
- 9. Подобно заклёпкам штифты работают на срез и
- 10. Шпоночные соединения
- 11. Шпоночные соединения служат для закрепления на валу
- 12. 1 — вал; 2 — ступица; 3 — шпонка
- 13. Шпоночное соединение образуют вал, шпонка
- 14. Для призматических шпонок пазы выполняют,
- 15. Достоинства шпоночных соединений. - простота конструкции, дешевизна
- 16. Недостатки шпоночных соединений.шпоночные пазы ослабляют вал и
- 17. шпоночное соединение трудоемко в изготовлении: при изготовлении
- 18. По конструкции шпонки подразделяют на:
- 19. - призматические со скругленными исполнение 1 (а,
- 20. Слайд 20
- 21. Слайд 21
- 22. Слайд 22
- 23. Призматические направляющие шпонки с креплением на валу
- 24. Слайд 24
- 25. Шпонку запрессовывают в паз вала. Шпонку с
- 26. Соединение сегментной шпонкой
- 27. Соединение клиновой шпонкой (напряженные соединения)
- 28. Соединение тангенциальными шпонками
- 29. а) – фрикционная шпонка; б) – шпонка на лыске
- 30. Материал шпонок. Шпонки призматические, сегментные, клиновые стандартизованы.
- 31. Допускаемые напряжения смятия для шпоночных соединений:- при
- 32. Допускаемое напряжение на срез шпонок= 70... 100 Н/мм2Большее значение принимают при постоянной нагрузке.
- 33. Все основные виды шпоночных соединений можно разделить
- 34. Для призматических шпонок пазы выполняют,
- 35. Слайд 35
- 36. Соединения, в которых применяют
- 37. для клиновых — паз на втулке обрабатывают с уклоном, равным углу наклона шпонки
- 38. Слайд 38
- 39. Для сегментных шпонок пазы выполняют дисковыми фрезами
- 40. Слайд 40
- 41. для цилиндрических — получают сверлением
- 42. Слайд 42
- 43. Расчет на прочность соединений с призматическими шпонкамиОсновным
- 44. Рекомендуемая последовательность проектировочного расчета.В зависимости от диаметра
- 45. Напряжения смятия определяют в предположении их равномерного
- 46. Следовательно, где Т — передаваемый момент, Нмм;
- 47. Расчетную длину шпонки округляют
- 48. В тех случаях, когда
- 49. На смятие рассчитывают выступающую из вала часть шпонки
- 50. Размеры (мм) призматических шпонок
- 51. Примечание. Длины шпонок выбирают из ряда: 10;
- 52. Для ответственных соединений призматическую шпонку проверяют на
- 53. Крутящий момент T увеличивается с увеличением диаметра
- 54. Расчет на прочность соединений с сегментными шпонкамиСоединения
- 55. Сегментная шпонка узкая, поэтому в отличие от
- 56. Слайд 56
- 57. Шлицевые (зубчатые) соединения
- 58. Шлицевые соединения можно рассматривать
- 59. Шлицевые соединения образуются выступами
- 60. Соответственно различают шлицевые соединения с центрированием по
- 61. В зависимости от профиля зубьев различают три основных типа соединений
- 62. с прямобочными зубьями число зубьев Z = 6, 8, 10, 12;
- 63. с эвольвентными зубьямичисло зубьев Z = 12, 16 и более;
- 64. с треугольными зубьями число зубьев Z = 24, 36 и более.
- 65. Слайд 65
- 66. Зубья на валу фрезеруют, а в ступице
- 67. Наибольшее распространение в
- 68. Прямобочные шлицевые соединения различают также по способу центрирования:
- 69. - по наружному диаметру D (наиболее точный
- 70. - по внутреннему диаметру d (при закаленной
- 71. - по боковым граням (при реверсивной работе
- 72. Зазор в контакте поверхностей: центрирующих практически отсутствует, нецентрирующих значительный.
- 73. Условные обозначения прямобочного шлицевого
- 74. По ГОСТ 1139-80 предусматривается три серии соединений
- 75. Соединения с эвольвентным профилем зубьев тоже стандартизованы
- 76. Соединения с треугольным профилем
- 77. Зубчатые соединения изготовляют из сталей с временным сопротивлением = 500 МПа.
- 78. По сравнению со шпоночными зубчатые соединения обладают рядом преимуществ:
- 79. 1) при одинаковых габаритах опускают передачу больших
- 80. 4) усиливают сечение вала за счёт большего
- 81. Недостатки зубчатых соединений: - требуют специального оборудования
- 82. Рекомендации по конструированию шлицевых соединений1. Для подвижных
- 83. 3. Для облегчения входа протяжки и сборки
- 84. Слайд 84
- 85. Основными критериями работоспособности шлицов являются:сопротивление боковых поверхностей
- 86. Расчет на прочность прямобочных шлицевых (зубчатых) соединенийПроверочный
- 87. - клеммовые соединения
- 88. Клеммовое соединение (от нем.
- 89. Соединения применяются для передачи крутящего момента или
- 90. Достоинства-относительная простота конструкции, -простота сборки или монтажа,
- 91. Условно разъёмные соединения - соединения с натягом
- 92. Обычно соединяют детали с цилиндрическими или коническими
- 93. Характерными примерами деталей, соединенных
- 94. Слайд 94
- 95. Сборка соединения с натягом производится запрессовкой или температурным деформированием.
- 96. Слайд 96
- 97. Сборка запрессовкойВ зависимости от относительной
- 98. Сборка температурным деформированиемПозволяет произвести
- 99. Разборка соединения производится в
- 100. При расспресовке можно применить гидростатическую
- 101. Классификация соединений с натягом Цилиндрические соединения по способу сборки разделяются 1) на соединения, собираемые запрессовкой;
- 102. 2) на соединения, собираемые с предварительным
- 103. 3) на соединения, собираемые с предварительным нагревом охватывающей и с охлаждением охватываемой детали.
- 104. Достоинства соединений с натягом 1) Простота конструкции
- 105. Расчет на прочность соединений
- 106. Критерием работоспособности соединений с
- 107. распределение сил и напряжений в соединениях с натягом
- 108. Взаимная неподвижность деталей соединения с натягом обеспечивается
- 109. При нагружении соединения осевой силой Fгде рm
- 110. При нагружении соединения вращающим моментом Т
- 111. При сборке соединения микронеровности посадочных поверхностей частично срезаются и сглаживаютсяОбразование посадки с натягом
- 112. Для компенсации этого в расчет вводят
- 113. Максимальный допустимый натяг соединения, гарантирующий прочность охватывающей детали:Минимальный допустимый натяг соединения, гарантирующий прочность охватывающей детали:
- 114. По значению минимального и максимального натягов подбирают
- 115. При наличии свободного места на валу рекомендуется выполнять центрирующий участок со свободной посадкой
- 116. Для повышения усталостной прочности
- 117. Расчёт соединения с натягомТемпературное деформированиеДля этого способа необходимо рассчитать разность температур вала и отверстия.
- 118. При этом принимаютN— натяг посадки;z0— минимальный зазор
- 119. ЗапрессовкаРасчёт соединения с натягом втулки и вала.
- 120. Исходя из сил, действующих на соединение, находим
- 121. Далее находим расчётный натяг гдеE— модуль упругостиμ— коэффициент Пуассона
- 122. Так как имеются неровности
- 123. Спасибо за внимание
- 124. Скачать презентанцию
- штифтовые соединения
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1Лекция 5а
Соединения типа вал – ступица.
Шпоночные, шлицевые, штифтовые
и
профильные соединения.
Слайд 3По назначению штифты разделяют на силовые и установочные.
В качестве силовых
используют конические и фасонные штифты.
Слайд 5 Известны цилиндрические (а,б), конические (в, г, д), цилиндрические
пружинные разрезные (е), просечённые цилиндрические, конические и др. (ж, з,
и, к), простые, забиваемые в отверстия (б, в), выбиваемые из сквозных отверстий с другой стороны (гладкие, с насечками и канавками, пружинные, вальцованные из ленты, снабжённые резьбой для закрепления или извлечения (д) и т.д. Применяются специальные срезаемые штифты, служащие предохранителями.
Слайд 6Достоинства штифтовых соединений:
- простота конструкции;
- простота монтажа-демонтажа;
- точное центрирование деталей
благодаря посадке с натягом;
работа в роли предохранителя, особенно при креплении
колёс к валу.Недостатком штифтовых соединений
является ослабление соединяемых деталей отверстием.
Слайд 7 При больших нагрузках ставят два или три штифта
(под углом 90 или 120°). При передаче знакопеременной нагрузки эти
штифты следует устанавливать так, чтобы исключить их выпадение. Материал штифтов — сталь Ст5, Ст6, 40, 35Х и др. Гладкие штифты выполняют из стали 45 и А12, штифты с канавками и пружинные – из пружинной стали.При закреплении колёс на валу штифты передают как вращающий момент, так и осевое усилие.
Слайд 9Подобно заклёпкам штифты работают на срез и смятие. Соответствующие расчёты
выполняют обычно как проверочные
Штифты с канавками рассчитывают также, как гладкие,
но допускаемые напряжения материала занижают на 50%.
Слайд 11Шпоночные 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
Слайд 13 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.
Слайд 15Достоинства шпоночных соединений.
- простота конструкции, дешевизна и сравнительная легкость
монтажа и демонтажа, вследствие чего их широко применяют во всех
отраслях машиностроения.
Слайд 16Недостатки шпоночных соединений.
шпоночные пазы ослабляют вал и ступицу насаживаемой на
вал детали (из-за этого приходится увеличивать толщину ступицы и диаметр
вала). Ослабление вала обусловлено не только уменьшением его сечения, но главное, значительной концентрацией напряжений изгиба и кручения, вызываемой шпоночным пазом.- шпоночные соединения нарушают центрирование колеса на валу (для этого приходится применять две противоположные шпонки;
Слайд 17шпоночное соединение трудоемко в изготовлении: при изготовлении паза концевой фрезой
требуется ручная пригонка шпонки по пазу; при изготовлении паза дисковой
фрезой крепление шпонки в пазу винтами (от возможных осевых смещений);- трудность обеспечения их взаимозаменяемости (необходимость ручной подгонки шпонок), что ограничивает их применение в крупносерийном и массовом производстве.
Слайд 19- призматические со скругленными исполнение 1 (а, в,) и плоскими
торцами исполнение 2 (б, г); с одним плоским, а другим
скругленным торцом исполнение 3 . Эти шпонки не имеют уклона и их закладывают в паз, выполненный на валу (в, г — шпонки имеют отверстия для их закрепления). Шпонки исполнения 1 рекомендуются для более точных соединений. д — сегментная шпонка; е, ж, з — клиновые шпонки
Слайд 23Призматические направляющие шпонки с креплением на валу применяют в подвижных
соединениях для перемещения ступицы вдоль вала.
Рабочими являются боковые, более узкие
грани шпонок высотой h. Размеры сечения шпонки и глубины пазов принимают в зависимости от диаметра d вала. 
Слайд 25Шпонку запрессовывают в паз вала. Шпонку с плоскими торцами кроме
того помещают вблизи деталей (концевых шайб, колец и др.), препятствующих
ее возможному осевому перемещению.
Слайд 30Материал шпонок. Шпонки призматические, сегментные, клиновые стандартизованы. Стандартные шпонки изготовляют
из специального сортамента среднеуглеродистой чистотянутой стали
с
Н/мм2 чаще всего из сталей
45, Ст6. Для изготовления специальных шпонок применяют легированные стали.
Слайд 31Допускаемые напряжения смятия для шпоночных соединений:
- при стальной ступице
-
при чугунной
= 130...200 Н/мм2
= 80... 110 Н/мм2
Большее значение принимают при
постоянной нагрузке, меньшее при переменной и работе с ударамиПри реверсивной нагрузке
снижают в 1,5 раза
Слайд 32Допускаемое напряжение на срез шпонок
= 70... 100 Н/мм2
Большее значение принимают
при постоянной нагрузке.
Слайд 33Все основные виды шпоночных соединений можно разделить на две группы:
ненапряженные и напряженные.
К ненапряженным относят соединения с призматическими, сегментными и
круглыми шпонками. Шпоночные пазы на всех валах выполняют дисковыми или торцовыми фрезами. В этих случаях при сборке соединений в деталях не возникает предварительных напряжений для обеспечения центрирования и исключения контактной коррозии ступицы устанавливают на валы с натягом. В ступицах деталей шпоночные пазы можно получить как на фрезерных, так и на долбежных станках. Размеры пазов определяют расчетным путем с учетом требований стандарта. 
Слайд 36 Соединения, в которых применяют клиновые шпонки, относят
к напряженным соединениям. В напряженных соединениях клином, вводимым между валом
и ступицей, создаются значительные нормальные силы. Эти силы обеспечивают достаточное трение для передачи вращающего момента.
Слайд 43Расчет на прочность соединений с призматическими шпонками
Основным критерием работоспособности шпоночных
соединений является прочность. Шпонки выбирают по таблицам ГОСТов в зависимости
от диаметра вала, а затем соединения проверяют на прочность. Размеры шпонок и пазов подобраны так, что прочность их на срез и изгиб обеспечивается, если выполняется условие прочности на смятие, поэтому основной расчет шпоночных соединений расчет на смятие. Проверку шпонок на срез в большинстве случаев не проводят. При расчете многошпоночного соединения допускают, что нагрузка распределяется равномерно между всеми шпонками.
Слайд 44Рекомендуемая последовательность проектировочного расчета.
В зависимости от диаметра вала d по
табл. 6 выбирают размеры шпонки b х h, а ее
длину принимают на 5-10 мм меньше длины ступицы, округляя до ближайшего большего значения по стандарту (некоторые стандартные значения l приведены в табл. 6). После подбора шпонки соединение проверяют на смятие.
Слайд 45Напряжения смятия определяют в предположении их равномерного распределения по поверхности
контакта:
где Ft=2T/d — сила, передаваемая шпонкой;
Асм — площадь смятия
Слайд 46Следовательно,
где Т — передаваемый момент, Нмм; d — диаметр
вала, мм; (h – t1) — рабочая глубина паза, мм
(см. табл.); lр — рабочая длина шпонки, мм (для шпонок с плоским торцом lр =l, со скругленными торцами lp = l-b;- допускаемое напряжение
для чугунных ступиц
для стальных
МПа
МПа
Слайд 47 Расчетную длину шпонки округляют до ближайшего большего
размера (см. табл.). Длину ступицы lст принимают на 8... 10
мм больше длины шпонки. Если длина ступицы больше величины 1,5d, то шпоночное соединение целесообразно заменить на шлицевое или соединение с натягом.
Слайд 48 В тех случаях, когда длина шпонки получается
значительно больше длины ступицы детали, устанавливают две или три шпонки
под углом 180 или 120°. При расчете многошпоночного соединения допускают, что нагрузка между всеми шпонками распределяется равномерно.
Слайд 51Примечание. Длины шпонок выбирают из ряда: 10; 12; 14; 16;
18; 20; 22; 25; 28; 32; 36; 40; 45; 50;
56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160;180; 200.
Слайд 52Для ответственных соединений призматическую шпонку проверяют на срез
— расчетное напряжение
на срез, МПа
b — ширина шпонки, мм; lр — рабочая
длина шпонки, мм;— допускаемое напряжение на срез
для сталей с
> 500 МПа для неравномерной (нижний предел) и спокойной нагрузок (верхний предел) принимают
МПа
Слайд 53Крутящий момент T увеличивается с увеличением диаметра зубчатого колеса D.
Напряжения сдвига и смятия находятся в обратной пропорции к диаметру
вала d, ширине шпонки w, длине шпонки L и высоте шпонки h. Безопасными значениями напряжений сдвига и смятия для шпонки считаются 14% от значения предела прочности при растяжении.
Слайд 54Расчет на прочность соединений с сегментными шпонками
Соединения сегментными шпонками проверяют
на смятие:
Где lp=l – рабочая длина шпонки; (h –t1)
– рабочая глубина в ступице.
Слайд 55Сегментная шпонка узкая, поэтому в отличие от призматической ее проверяют
на срез.
Условие прочности на срез
— расчетное напряжение на срез,
МПаb — ширина шпонки, мм; lр — рабочая длина шпонки, мм;
— допускаемое напряжение на срез
для сталей с
> 500 МПа для неравномерной (нижний предел) и спокойной нагрузок (верхний предел) принимают
МПа
Слайд 58 Шлицевые соединения можно рассматривать как многошпоночные, в
которых шпонки как бы изготовлены заодно с валом. Рабочими поверхностями
являются боковые стороны зубьев. В последние годы, в связи с общим повышением напряжений в деталях машин, шлицевые соединения получили самое широкое распространение взамен шпонок. Этому способствует оснащение промышленности специальным оборудованием - шлицефрезерными и протяжными станками. Некоторые авторы называют их зубчатыми соединениями.
Слайд 59 Шлицевые соединения образуются выступами - зубьями на
валу, ходящими во впадины соответствующей формы в ступице. Вал и
отверстие в ступице обрабатывают так, чтобы боковые поверхности зубьев или участки цилиндрических поверхностей (по внутреннему или наружному диаметру зубьев) плотно прилегали друг к другу.
Слайд 60Соответственно различают шлицевые соединения с центрированием по боковым поверхностям зубьев,
по внутреннему или наружному диаметру. Центрирование по диаметрам обеспечивает более
высокую соосность вала и ступицы, а центрирование по боковым граням обеспечивает более равномерное распределение нагрузки по зубьям. По характеру соединения различают: неподвижные – для закрепления детали на валу; подвижные - допускающие перемещение детали вдоль вала (например, блока шестерен коробки передач станка).
Слайд 66Зубья на валу фрезеруют, а в ступице — протягивают на
специальных станках. Число зубьев для прямобочных и эвольвентных соединений 4—20;
для треугольных — до 70.
Слайд 67 Наибольшее распространение в машиностроении имеют прямобочные
зубчатые соединения. Их применяют в неподвижных и подвижных соединениях. Стандартом
предусмотрены три серии прямобочных зубчатых соединений — легкая, средняя и тяжелая, отличающиеся одна от другой высотой и числом зубьев (чаще применяют соединения с шестью—десятью зубьями).
Слайд 69- по наружному диаметру D (наиболее точный способ центрирования). Центрирование
по наружному диаметру наиболее технологично и рекомендуется при твердости внутренней
поверхности ступицы НВ 350. Калибровку центрирующих поверхностей ступицы выполняют протягиванием, а калибровку вала – шлифованием. Этот способ применяется при изготовлении неподвижных соединений в серийном и массовом производствах. Соединение, во избежание термических короблений, требует чистовой протяжки ступицы после термообработки, поэтому твердость ступицы не может быть выше HRC=30.
Слайд 70- по внутреннему диаметру d (при закаленной ступице). Центрирование по
внутреннему диаметру рекомендуется при высокой твердости материала ступицы, когда калибровка
отверстия протяжкой невозможна. В этом случае центрирующие поверхности ступицы и вала доводят шлифованием. Применяется в индивидуальном и мелкосерийном производствах. Соединение требует шлифовки вала по посадочному диаметру на специальных станках, зато ступица может быть твердой, так как посадочный диаметр шлифуется на обычных внутришлифовальных станках.
Слайд 71- по боковым граням (при реверсивной работе соединения и отсутствии
жестких требований к точности центрирования). Центрирование по боковым поверхностям обеспечивает
более равномерное распределение нагрузки по зубьям. Рекомендуется для передачи больших переменных ударных нагрузок при пониженной точности центрирования. Соединение допускает твердые шлицы на валу и на ступице, однако для обеспечения сборки, считаясь с возможных короблением шлицов при закалке, зазоры в соединении должны быть увеличенными.
Слайд 72Зазор в контакте поверхностей: центрирующих практически отсутствует, нецентрирующих значительный.
Слайд 73 Условные обозначения прямобочного шлицевого соединения составляют из
обозначения поверхности центрирования D, d или b, числа зубьев z,
номинальных размеров d x D (а также обозначения полей допусков по центрирующему диаметру и по боковым сторонам зубьев). Например, D 8 x 36 H7/g6 x 40 означает восьмишлицевое соединение с центрированием по наружному диаметру с размерами d = 36 и D = 40 мм и посадкой по центрирующему диаметру H7/g6.
Слайд 74По ГОСТ 1139-80 предусматривается три серии соединений с прямобочным профилем
зубьев: легкую, среднюю и тяжелую, которые отличаются высотой и числом
зубьев z. Легкая серия рекомендуется для неподвижных соединений, средняя – для подвижных, при перемещении ступицы не под нагрузкой. Тяжелая серия имеет более высокие зубья с большим числом. Рекомендуется для передачи больших вращающих моментов, а также для подвижных соединений при перемещении ступицы под нагрузкой.
Слайд 75Соединения с эвольвентным профилем зубьев тоже стандартизованы и используются так
же, как и прямобочные, в подвижных и неподвижных соединениях. Угол
зацепления = 30°. Ножка зуба усилена. Сединения выполняются по ГОСТ 6033-80 с центрированием по боковым поверхностям зубьев, реже по наружному диаметру. По сравнению с прямобочными зубьями имеют повышенную прочность, лучше центрируют вал в ступице, позволяют применять типовые процессы зубонарезания. Эвольвентные шлицы создают меньшую концентрацию напряжений у основания шлица, поэтому в настоящее время получают преимущественное распространение. Рекомендуется для передачи больших вращающих моментов при повышенной точности центрирования.
Слайд 76 Соединения с треугольным профилем зубьев не стандартизованы,
их применяют главным образом как неподвижные соединения. Имеют большое число
мелких зубьев, поэтому мало ослабляют вал. Выполняются с центрированием по боковым поверхностям, не стандартизованы. Рекомендуются для тонкостенных ступиц, пустотелых валов, а также для передачи небольших вращающих моментов.
Слайд 791) при одинаковых габаритах опускают передачу больших вращающих моментов за
счет большей поверхности контакта;
2) обеспечивают большую усталостную и прочность
вала из-за отсутствия шпоночных канавок; 3) обеспечивают лучшее центрирование соединяемых деталей и более точное направление при осевом перемещении. Эти преимущества обусловили его широкое применение в высоконагруженных машинах (станкостроении, авиастроении, автотранспортной промышленности и т.д);
Слайд 804) усиливают сечение вала за счёт большего момента инерции ребристого
сечения по сравнению с круглым. Зубчатый вал можно рассчитывать на
прочность так же, как гладкий, диаметр которого равен внутреннему диаметру зубчатого вала.5) уменьшается число деталей соединения. Зубчатое соединение образуют две детали, шпоночное – три, четыре.
6) обеспечивается высокая надежность при динамических и реверсивных нагрузках, вследствие равномерного распределения нагрузки по зубьям.
7) уменьшается длина ступицы.
Слайд 81Недостатки зубчатых соединений:
- требуют специального оборудования для изготовления отверстий,
более сложная технология изготовления, а следовательно, и более высокая стоимость.
Слайд 82Рекомендации по конструированию шлицевых соединений
1. Для подвижных соединений рекомендуют рабочую
длину ступицы принимать не менее диаметра вала, т.е. lp
коротких ступицах (lp2. В длинных ступицах (lp>1,5d) необходима расточка отверстия выхода стружки при протягивании
Слайд 833. Для облегчения входа протяжки и сборки соединения в отверстии
предусматривают заводные фаски
4. В соединениях, воспринимающих радиальные нагрузки (зубчатые
и червячные колеса, звездочки, шкивы), зубья шлицевого соединения желательно располагать симметрично относительно венцов.5. Для уменьшения изнашивания следует уменьшать зазоры в соединении, повышать точность изготовления и твердость рабочих поверхностей.
Слайд 85Основными критериями работоспособности шлицов являются:
сопротивление боковых поверхностей смятию (расчёт аналогичен
шпонкам);
- сопротивление износу при фреттинг-коррозии (малые взаимные вибрационные перемещения).
Слайд 86Расчет на прочность прямобочных шлицевых (зубчатых) соединений
Проверочный расчет на прочность
прямобочных зубчатых соединений аналогичен расчету призматических шпонок.
Слайд 88 Клеммовое соединение (от нем. Klemme — зажим),
фрикционно-винтовое соединение, служит для закрепления на валах или осях с
помощью винтов различных деталей (рычагов, установочных колец, шкивов и др.) имеющих разъем или прорезь. Соединение обеспечивается силами трения, действующими между поверхностями вала и отверстия детали. В отличие от шпоночного соединения и зубчатого соединения, К. с. позволяет закреплять деталь на валу под любым углом и в любом месте по его длине, а также облегчает сборку.
Слайд 89Соединения применяются для передачи крутящего момента или осевой силы на
вал или на ось со стороны ступицы или наоборот.
Соединение обеспечивается
силами трения, действующими между поверхностями вала и отверстия детали. 
Слайд 90Достоинства
-относительная простота конструкции,
-простота сборки или монтажа,
-возможность передачи большого
крутящего момента или осевой силы.
В отличие от
шпоночного и зубчатого соединений, может служить также для крепления частей механизма под произвольным углом, а не только соосно, а также крепить деталь к валу в произвольном месте его длины.Недостатки
-затруднена точная установка ступицы относительно вала.
-предельная осевая сила и крутящий момент ограничены силами трения сцепления.
Слайд 91Условно разъёмные соединения - соединения с натягом
Соединение с
натягом — технологическая операция получения условно разъёмного соединения, которое получается
при вставлении одной детали (или части её) в отверстие другой детали при посадке с натягом.
Слайд 92Обычно соединяют детали с цилиндрическими или коническими поверхностями, также эти
поверхности могут быть эллиптическими, призматическими и пр. Для получения неподвижного
соединения необходим натяг (положительная разность диаметров вала и отверстия). После сборки вал и отверстие благодаря упругим и пластическим деформациям принимают один размер.
Слайд 93 Характерными примерами деталей, соединенных посадками с натягом,
являются: венцы зубчатых и червячных колес др.
Слайд 97 Сборка запрессовкой
В зависимости от относительной величины натяга, пластичности
материалов, качества поверхности запрессовка производится с различными усилиями и на
различном оборудовании.
Слайд 98 Сборка температурным деформированием
Позволяет произвести сборку наименьшими усилиями
(свободное соединение) и минимальными повреждениями. Это достигается нагревом отверстия (но
ниже температуры структурных изменений) или охлаждением вала (сухой лёд −79 °C, жидкий азот −198,6 °C), либо использованием обоих методов одновременно. При сильном нагреве охватывающей детали при сборке может возникнуть «спекание», при котором соединение окажется неразборным.
Слайд 99 Разборка соединения производится в обратной последовательности в
направлении рассоединения деталей распрессовкой или температурным деформированием.
Слайд 100 При расспресовке можно применить гидростатическую расспресовку как дополнительное
средство для более лёгкого снятия детали. Для этого необходимо подать
гидравлическое масло под давлением по каналу (предусмотренному конструкцией вала или ступицей) под место соединения. Под действием гидравлических сил масло раздвигает соединение, образуя зазор, и одновременно вымывает и смазывает его, что позволяет выпрессовывать с меньшими усилиями и с меньшими повреждениями.
Слайд 101Классификация соединений с натягом
Цилиндрические соединения по способу сборки разделяются
1) на соединения, собираемые запрессовкой;
Слайд 102 2) на соединения, собираемые с предварительным нагревом охватывающей или
с охлаждением охватываемой детали. Прочность соединения деталей, собираемых с нагревом
или охлаждением, выше прочности соединений запрессовкой (примерно в 2,5 раза). Для сталей допускаемая температура нагрева [t]=230…240°С, для бронз [t]= 150…200°С. В зависимости от требуемой температуры охватывающую деталь нагревают в воде (до 100°С), в масле (до 130°С), в электрической или газовой печи.Охватываемую деталь охлаждают сухим льдом (температура испарения — 80 °С) или жидким азотом (температура испарения — 200 °С).
Слайд 103 3) на соединения, собираемые с предварительным нагревом охватывающей и
с охлаждением охватываемой детали.
Слайд 104Достоинства соединений с натягом
1) Простота конструкции и хорошее базирование
соединяемых деталей.
2) Большая нагрузочная способность.
Недостатки соединений с натягом
1)
Сложность сборки и особенно разборки. 2) Рассеивание прочности соединения в связи с колебаниями действительных посадочных размеров в пределах допусков.
Слайд 105 Расчет на прочность соединений с натягом
Прочность
соединения обеспечивается натягом, который образуется в выбранной посадке. Значение натяга
определяется потребным контактным давлением рm на посадочной поверхности соединяемых деталей. Это давление должно быть таким, чтобы силы трения, возникающие на посадочной поверхности соединения, оказались больше внешних сдвигающих сил.
Слайд 106 Критерием работоспособности соединений с натягом является контактная
прочность. Контактные давления в направлении длины деталей изменяются по закону
кривой. Концентрация давлений у краев отверстия вызвана вытеснением сжатого материала от середины в обе стороны. У торцов они больше средних давлений в 2…3,5 раза. Расчет на прочность деталей соединения основан на предположении, что контактные давления распределяются равномерно по поверхности контакта. Опасным элементом соединения, как правило, является охватывающая деталь.
Слайд 108Взаимная неподвижность деталей соединения с натягом обеспечивается соблюдением условия: pm>[pv]max
где
[pm]max=
- максимальное контактное давление, допускаемое прочностью охватывающей детали,
-предел
текучести материала охватывающей детали. ![Взаимная неподвижность деталей соединения с натягом обеспечивается соблюдением условия: pm>[pv]maxгде [pm]max= - максимальное контактное давление, допускаемое прочностью](/img/thumbs/6ffa9d2cbf5881f2974fd7ec4aeef893-800x.jpg "Лекция 5а
Соединения типа вал – ступица.
Шпоночные, шлицевые, штифтовые
и Взаимная неподвижность деталей соединения с натягом обеспечивается соблюдением условия: pm>[pv]maxгде [pm]max=")
Слайд 109При нагружении соединения осевой силой F
где рm — среднее контактное
давление
К = 2…4,5 — коэффициент запаса сцепления для предупреждения контактной
коррозии (изнашивания посадочных поверхностей вследствие их микроскольжения при действии переменных нагрузок, особенно в период пуска и остановки), d, l — диаметр и длина посадочной поверхности,
f—коэффициент сцепления (трения).
Слайд 111При сборке соединения микронеровности посадочных поверхностей частично срезаются и сглаживаются
Образование
посадки с натягом
Слайд 112 Для компенсации этого в расчет вводят по правку u.
Если соединение с натягом подвержено нагреву в процессе работы
и собрано из деталей разных материалов (например, соединение бронзового зубчатого венца червячного колеса с чугунным или стальным центром), то вследствие температурных деформаций деталей происходит ослабление натяга соединения.
Для компенсации этого в расчет вводят поправку на температурную деформацию
Слайд 113Максимальный допустимый натяг соединения, гарантирующий прочность охватывающей детали:
Минимальный допустимый натяг
соединения, гарантирующий прочность охватывающей детали:
Слайд 114По значению минимального и максимального натягов подбирают стандартную посадку.
Для облегчения
установки под прессом и во избежание образования заусенцев, соединяемые детали
должны иметь приемные фаски
Слайд 115При наличии свободного места на валу рекомендуется выполнять центрирующий участок
со свободной посадкой
Слайд 116 Для повышения усталостной прочности вала под ступицей
обычно номинальный посадочный диаметр увеличивают с применением плавных переходов –
галтелей (а). Для той же цели могут быть применены разгрузочные канавки на валах у ступиц (б) или на торцах ступиц (в), укорочение посадочной части вала (а).
Слайд 117Расчёт соединения с натягом
Температурное деформирование
Для этого способа необходимо рассчитать разность
температур
вала и отверстия.
Слайд 118При этом принимают
N— натяг посадки;
z0— минимальный зазор необходимый для свободного
соединения деталей,
при
при
при
α— коэффициент линейного расширения
d—
номинальный диаметр. где
Слайд 119Запрессовка
Расчёт соединения с натягом втулки и вала. При этом втулка
и вал (если в нём имеется отверстие) считается толстостенным цилиндром
(то есть толщина стенки которых не более чем в пять раз меньше радиуса цилиндра).
Слайд 120Исходя из сил, действующих на соединение, находим контактное давление
— коэффициент запаса сцепления
где
F— осевая сила
M— крутящий
моментd— номинальный диаметр
l— длина соединения
f— коэффициент трения скольжения
Слайд 122 Так как имеются неровности профиля, которые деформируются
и затрудняют продвижение запрессовки, полученное значение увеличиваем на величину поправки
и получаем практический натяггде
и
— среднее арифметическое отклонение профиля микронеровностей посадочных поверхностей
Если сборка производится температурным деформированием, то нет необходимости вводить поправку. С увеличением степени натяга, становится затруднительным разъём соединения
