26. Определение расчетного и измеренного натяга в соединениях с натягом. Влияние микронеровностей на нагрузочную способность.

По величине потребного давления p определяется величина расчетного (теоретического) натяга по зависимости Ляме:

, где

;

С₁, С₂ – коэффициенты жесткости

μ₁ и μ₂ – коэффициенты Пуассона

E₁, E₂ – модули упругости

Если в формулу Ляме подставить потребное давление p, то получим минимальный расчетный натяг (N_min), для обеспечения работоспособности соединения.

Измеряемый по вершинам микронеровностей натяг до сборки и соответствующий расчетный натяг связаны:

N_{изм. min} = N_расч + U, где U – поправка

U = U_R + U_t,

U_R – поправка на обмятие микронеровностей

U_R = 5,5 (R_a1 + R_a2), где R_a1, R_a2 – ср. арифметические высоты микронеровностей

U_t – поправка на снижение натяга при нагреве во время работы (температурная поправка)

Прочность деталей соединений

П рочность деталей проверяют по максимальному расчетному натягу выбранной посадки, который с учетом поправки на вмятие микронеровностей равен:

N_max = N_{стандарт. max} – U_R

Эпюра распределения напряжений σ_t – окружные, σ_r – радиальные по формуле Ляме для толстостенных цилиндров выглядит следующим образом:

, , где

Наибольшие эквивалентные напряжения по теории прочности наибольших касательных напряжений:

Напряжение σ_E не должно превышать предела текучести σ_т материала.

Давление на поверхности контакта, соответствующее началу пластических деформаций на внутренне поверхности охватывающей детали, равно:

При известном P_т определяем натяг N_т:

27. Шпоночные соединения. Достоинства и недостатки. Расчет соединения призматической шпонки.

Предназначены для соединения вала с насаждаемыми на него деталями для передачи крутящего момента.

Достоинства:

1. Простота и надежность конструкции

2. Низкая стоимость

3. Простота монтажа и демонтажа

Недостатки:

1. Шпоночный паз ослабляет вал и ступицу (охватывающая деталь)

2. Является концентратором напряжений

Шпоночные соединения делятся на 2 группы:

1. Ненапряженные, в которых шпонка закладывается легко и до приложения внешней нагрузки в ней не возникают напряжения. Это призматические или сегментные шпонки.

2. Напряженные, в которых шпонки закладываются с большим усилием, и до приложения внешней силы в них возникают большие монтажные напряжения (клиновые шпонки).

При забивании клиновая шпонка вызывает смещение ступицы относительно вала, что неблагоприятно сказывается при больших скоростях вращения (вызывает дисбаланс), поэтому они используются только в тихоходных передачах.

Призматические шпонки

Шпонки стандартизованы, выбираются по 2-м таблицам:

1. в зависимости от d_вала, → , t₁, t₂

2. l = l_p + b, l_{ступицы} = l + 5…10 мм

Для расчета длины шпонки производят расчет по напряжениям смятия:

;

, где K = t₂  0,45h

, [σ]_см = 110…150 МПа

Проверку на срез обычно не проводят, т.к. стандартное сечение от d_вала обеспечивает ее несрезаемость.