27 Соединение контактной сваркой и расчет на прочност

Контактная сварка — процесс образования неразъёмного сварного соединения путём нагрева металла проходящим через него электрическим током и пластической деформации зоны соединения под действием сжимающего усилия.

Контактная сварка преимущественно используется в промышленном массовом или серийном производстве однотипных изделий. Применяется на предприятиях машиностроения, в авиационной промышленности.

Соединение контактной сваркой. Стыковая контактная сварка при соблюдении установленных правил технологии обеспечивает равнопрочность соединения и деталей, поэтому можно не выполнять специальных расчетов прочности соединения при статических нагрузках. Это справедливо только в том случае, если разогрев металла в зоне сварки не влечет за собой снижения его прочности (например, низкоуглеродистые и низколегированные стали, не подвергающиеся термообработке). В противном случае допускаемое напряжение при расчете деталей в месте стыка снижают с учетом уменьшения прочности материала в зоне термического влияния. При переменных нагрузках допускаемые напряжения понижают по сравнению со статическими, так же как и для стыковых соединений, дуговой сваркой (см. ниже). Точечная сварка (рис. 3.18) применяется преимущественно для соединения деталей из тонкого листового материала при соотношении толщин. Точечные сварные соединения чаще применяют не как рабочие, воспринимающие основную нагрузку, а как   связующие (например, крепление обшивки к каркасу).  Шовная сварка). Напряжения среза t = F/(W)<|Y]. (3.21) Концентрация напряжений в швах меньше, чем при точечной сварке (см. табл. 3.3), соединение герметичное.

29-30 .Заклепочные соединения. Расчет на прочность

П утем осаживания (пластическим деформированием) получают замыкающую головку, первоначальный зазор заполняется.

Спецификация чертежа: заклепка dx ГОСТ.

При расчетах на прочность используют d₀, d₁<10мм. После горячей клепки детали под головкой сжимаются, а стержень растягивается.

Конструкции заклепок и заклепочных швов.

Заклепки делятся на:

-сплошные 1,2,3.

- пустотелые 4.

Рис.1-заклепка с круглой головкой.

Рис.2-заклепка с полупотайной головкой.

Рис.3- заклепка с потайной головкой.

Рис.4-заклепка пустотелая пистон или люверс.

Заклепочный шов- это соединение несколькими заклепками.

Заклепочные соединения делятся на:

-стыковые

-нахлесточные.

Расчет при симметричной нагрузке.

F_t=F/z. Прочность заклепочного соединения определяется прочностью:

-заклепок на срез.

і-число плоскостей среза.

-листы на срез.

-листы на смятие.

-листы на срез выкалывание.

По формулам (заклепки на срез и листы на срез выкалывание) рассчитывают максимально нагруженную первую заклепку.

37 Расчёты на прочность

Винт разрушается I) По минимальному диаметру стержня винта или же по диаметру переходного участка. II)

Выступы резьбы от и . III) Разрушение головки. Стандартные винты равнопрочны по указанным случаям нагружения поэтому их рассчитывают только по I) случаю. А) Болтовое ненапряжённое соединение нагруженное только осевой силой. ;

зависит от свойств материала, режима работы, размера . Б) Болт затянут напряжённое резьбовое соединение (внешние силы не приложены например крышки люков герметичных отсеков).

Стержень винта растягивается силой и скручивается силой . ; по IV теории прочности

Для метрической резьбы ; ; ; . Для трапециидальной ‑ . Для прямоугольной ‑ . В практических расчётах с помощью коэффициента учитывают деформацию кручение для затянутого болта. В) Болт под действием поперечной нагрузки. 1) Болт поставлен в отверстие с зазором («чёрный» болт) боковая поверхность болта и цилиндрическое отверстие не обрабатываются, во избежание взаимных сдвигов деталей болт обязательно затягивается.

Чтобы не было сдвига ; ‑ количество плоскостей контакта. ; ; ; . Где ‑ коэффициент безопасности по сдвигу. ‑ при спокойной нагрузке. ‑ при динамической нагрузке. Болт внешнюю нагрузку не передаёт, работает на растяжение (+кручение) от , создаёт силы трения на поверхности контакта деталей по средствам которых внешняя нагрузка передаётся с детали на деталь. Пусть , то ‑ усилие затяжки в 5 раз больше внешней силы, следовательно возрастает диаметр – ослабляет деталь «-», «+» ‑ малая стоимость. Средство разгрузки болта от поперечной силы.

40-41 Расчет шпоночных соединений

Шпоночные соединения. Предназначены для передачи вращательного движения с детали на вал или наоборот. Достоинства и недостатки. Достоинства: Простота конструкции соединения Þ ¯ стоимость изготовления и эксплуатации, простота процесса сборки и разборки. Недостатки: Шпоночный паз ослабляет деталь не столько за счёт уменьшения его диаметра сколько за счёт концентрации напряжений в шпоночном пазу, невысока степень взаимозаменяемости все шпонки требуют пригонки по месту во избежание перекоса детали в узле.

1.Ненапряжённое шпоночное соединение. А) Призматическая шпонка

, , , . Шпонка работает на срез и на смятие рабочие грани боковые! Зазор по верхней горизонтальной грани. Б) Сегментная шпонка

«+» ‑ устойчивое положение на валу. «-» ‑ больше ослабляет вал. Применяется на концах валов, при необходимости ставится 2-3 штуки. . 2.Напряжённые шпоночные соединения. Осуществляются клиновыми шпонками, напряжения в узле возникают при сборке ещё до приложения внешней нагрузки. Клиновые шпонки выполняются с головкой (для выбивания) и без.

У клиновой шпонки рабочие грани горизонтальные они больше боковых. Конструкции клиновых шпонок. А) Клиновая шпонка на лыске.

«+» ‑ меньше ослабляет вал. «-» ‑ передаёт меньшие моменты . Б) Фрикционная шпонка

«+» ‑ не ослабляет вал. «-» ‑ передаёт ещё меньшие моменты . В) Тангенциальная шпонка.

«+» ‑ расклинивает деталь и вал в окружном направлении Þ не нарушается центрирование детали, применяется в тяжёлом машиностроении, передаёт осевую нагрузку. «-» ‑ недостатки всех клиновых шпонок а) нарушается центрирование детали, б) перекос посаженной на вал детали (торец колеса неперпендикулярен оси вала).

Стандартные шпонки на срез не рассчитывать потому что удовлетворяют условию прочности на срез при проектировании по диаметру вала из таблиц выбирают поперечное сечение шпонки длину шпонки выбирают на 5-10 мм короче ступицы. Затем проводят проверочный расчёт на смятие, а если условие прочности не удовлетворяется: 1) Удлиняем ступицу вала максимум на 20% нет ® . 2) Ставим две шпонки под углом 180° ® нет ®. 3) ставим три шпонки. 4) Переходим к шлицевому соединению.

42-43 Шлицевые соединения.

Шлицевые соединения предназначены для передачи вращательного момента. Образованы выступами на поверхности вала и впадинами на колесе. Достоинства: 1) Обеспечивают лучшее центрирование и перемещение посаженной на вал детали в осевом направлении. 2) Надёжней работают при вибрационных и ударных нагрузках вследствие равномерного распределения нагрузки между шлицами. 3) Выше несущая способность при одинаковых габаритах со шпоночным соединением вследствие увеличения площадки контакта. 4) Корче ступица. 5) Меньше деталей соединения. 6) Шлицы меньше ослабляют вал, чем шпоночная канавка, на прочность вал рассчитывают как гладкий с диаметром . Недостатки: 1) Высокая точность изготовления приводит к усложнению технологии и повышению стоимости. Классификация: В зависимости от назначения делятся на:

Н еподвижные и подвижные. В зависимости от формы профиля: прямобочные, треугольные, эвольвентные. Прямобочное шлицевое соединение с центрированием по наружному диаметру .

Прямобочное шлицевое соединение с центрированием по внутреннему диаметру .

В зависимости от грузоподъёмности шлицевые соединения делятся на серии (лёгкая, средняя, тяжёлая). (Самые высокие шлицы ‑ для тяжёлых Þ ­ площадка контакта). В зависимости от способа центрирования делятся на шлицевые соединения с центрированием 1) По ; 2) По ; 3) По боковым граням. 1) и 2) применяются в механизмах с высокими требованиями к кинематической точности по перемещению в осевом направлении или центрированным (в станках, самолётах). 3) применяются в тяжело нагруженных механизмах). Критерий работоспособности – прочность. Размеры шлицов стандартизованы, шлицы работают на срез и смятие. Стандартные шлицы на срез не рассчитывают, размеры , , выбирают из таблиц справочника в зависимости от .

Проверочный расчёт на смятие. ; Þ . Где ‑ число шлицев. , ‑ коэффициент учитывающий неравномерность распределения по шлицам. .