Выбор допускаемых напряжений

Величины допускаемых напряжений зависят от:

-характера нагрузки (статическая или переменная),

-характера работы соединения (допускается или не допускается взаимное -перемещение вала и ступицы),

-степени точности определения действующих нагрузок.

Допускаемые напряжения на смятие можно принимать в следующих пределах:

=600-100Н/мм²– при неподвижном соединении сопрягаемых вала и ступицы из стали или чугунного или стального литья,

=150 Н/мм²– для неподвижных соединений или подвижных без нагрузки,

=30-50Н/мм² – для неподвижных соединений, находящихся под нагрузкой, рабочие поверхности не закалены,

=10Н/мм² – для шпонок ходовых валиков.

Допускаемые напряжения на срез =90Н/мм².

При назначении более высоких значений допускаемых напряжений на смятие (свыше 200 до 400Н/мм²) обязательно выполнение условия: твердость вала и ступицы должны быть больше твердости шпонки.

Порядок выбора шпонки

-По соответствующему ГОСТ (в зависимости от вида выбранной шпонки) выбираем для вала, имеющего заданный диаметр d, сечение шпонки bхh.

-Принимаем длину шпонки l из рекомендованного ряда прибли-зительно на 10 мм меньше длины ступицы, на которую ставится шпонка.

-Находим по указанным выше формулам напряжения на смятие и на срез (достаточный расчет – на смятие) и сравниваем с допускаемыми напряжениями.

Если > , используют один из приемов:

-призматическую нормальную шпонку заменяют высокой,

-при использовании призматических шпонок увеличивают длину шпонки в пределах ГОСТа,

-при использовании сегментных шпонок ставят две шпонки вдоль оси вала,

-заменяют шпоночное соединение шлицевым.

27.

Расчет носит проверочный характер.

Рис. 1.1.21

Нагрузкой шлицевого соединения является передаваемый с вала на втулку и с втулки на вал крутящися момент.

Выход из строя шлицевых соединений возможен по срезу или изгибу шлица на валу, по смятию боковой поверхности шлица. Расчет соединения поясняет рисунок 1.1.21.

Условие прочности на смятие:

Расчет шлицевого соединения проводится с учетом следующих зависимостей:

- окружное усилие, действующее на один шлиц, - для прямобочных и треугольных шлицевых соединений, - для эвольвентных шлицевых соединений, Z_p = Z - при центрировании по "b",

Z_p = 0.75^.Z - при центрировании по диаметрам.

28.

Клеммовые соединения относятся к фрикционным: их функционирование основано на действии сил трения от затяжки болтов. Клеммовые соединения используют для крепления на валах и стержнях цилиндрической формы таких деталей, как кривошипы, шкивы и т.п.

Достоинствами клеммового соединения являются простота монтажа и демонтажа, возможность установки и переустановки деталей в любом месте данного участка вала и под любым углом по отношению к валу; недостатками - ненадежность передачи нагрузки только силами трения и относительно большие габаритные размеры. Для увеличения сил трения, а следовательно, несущей способности соединения, контактные поверхности перед сборкой посыпают порошком корунда или применяют оксидирование или гальваническое покрытие сопрягаемых поверхностей. Но, как правило, для передачи больших перегрузок клеммовые соединения не используют.

По конструктивным признакам различают два типа клеммовых соединений – со ступицей, имеющей прорезь (рис. 3.10а), и с разъемной ступицей (рис. 3.10б)

б)

Рис. 3.10. Клеммовое соединение: а) со ступицей, имеющей прорезь, б) с разъемной ступицей

Клеммовое соединение, имеющее прорезь, более жесткое, но для его монтажа требуется протяжка клеммы по валу до участка установки, что накладывает ограничения на размеры (диаметры) участков валов, находящихся до места расположения клеммы. Клеммовое соединение с прорезной ступицей менее жесткое и несколько большего веса и стоимости, но форма соседних участков вала (и других расположенных на валу деталей) на его установку не влияет.

Недостатки: малая несущая способность; нестабильность коэффициента трения и рассеяние нагрузочной способности.

Рис. 7.7. Клеммовые соединения: а — с прорезью; б — с разъемной ступицей

Недостатки: малая несущая способность; нестабильность коэффициента трения и рассеяние нагрузочной способности.

29.

В общем случае в машине можно выделить три составные части: двигатель, передачу и исполнительный элемент.

Передачу механической энергии от двигателя к исполнительному элементу машины осуществляют передаточные механизмы (в дальнейшем – передачи), согласуя при этом режимы работы двигателя с режимом работы исполнительного элемента.

Механизм, предназначенный для передачи энергии от двигателя к исполнительному элементу машины с увеличением вращающих моментов за счет уменьшения частоты вращения, называется силовой передачей или трансмиссией.

Оптимальной была бы машина без передачи (электрошпиндель), но на практике такое случается редко.

Передавая механическую энергию, передачи одновременно мо­гут выполнять одну или несколько из следующих функций.

1. Понижение (или повышение) частоты вращения от вала двигателя к валу исполнительного элемента.

2. Изменение направления пото­ка мощности. Примером может слу­жить зубчатая передача заднего моста автомобиля. Ось вращения вала двига­теля большинства автомобилей составляет с осью вращения колес угол 90°. Для передачи механической энергии между валами с пересекающимися осями применяют кони­ческую передачу.