Расчет винтовых соединений при одновременном воздействии внешних сил, откручивание и сдвиг детали (групповые силы)
3.Соединения вал-ступица
Шпоночные соединения
3.1.1Ненапряженные шпоночные соединения
Передают крутящий момент от вала к ступице. Виды: напряженные и ненапряженные. Ненапряженные соединения(призматическими шпонками). Напряжение смятия боковой поверхности шпонки.
(320 МПа из справочника, но напряжение берут пониженным, т. к. на эпюре распределена в действительности неравномерно по высоте и длинне шпонки). Недостатки призматических шпонок: - шпонка требует ручной пригонки - повышенные требования, предъявляемые к симметричности паза (точность). Достоинства призматических шпонок: - простота - дешевизна Иногда делают 2-3 шпонки в соединении ( по отношению пазов друг к другу) или переход к шлицевому соединению. Причем пазы надо изготовить в одной плоскости.
Кроме призматических используют сегментные шпонки: Рассчитываются по той же формуле, что и призматические. Достоинства: - чрезмерная глубина паза ослабляет усталостную прочность вала Недостатки: - быстрота извлечения шпонки из паза. Есть еще круглые и шестигранные шпонки; Достоинства: - легко изготавливать - хорошее распределение нагрузки. Недостатки: - не выдерживает больших нагрузок - сложность изготовления.
а) б)
3.1.2 Напряженные шпоночные соединения (клиновые шпонки): Недостатки: - не обеспечивают хорошее центрирование ступицы относительно вала (например, в зубчатых колесах их не используют) Достоинства: - хорошо работает в ременных передачах (соединение вала со шкивом)
Шпонки (уклон 1:100) с головкой без головок
Шпонка на лыске (фрикционная) Достоинства: - передают большой Т (чем у просто фрикционных шпонок)
Расчет напряжения шпоночного соединения (клиновых шпонок) Точка приложения силы нормального давления находится в центре тяжести - сила нормального давления (вызывает ). Возьмем сумму моментов всех сил относительно центра вращения вала. ,
Шлицевые соединения Достоинства: - передают большие крутящие моменты - менее ослабляют вал (за счет концентрации напряжения) - могут использоваться в стесненных габаритах (малая ступица) Недостатки: - дороговизна изготовления (дорогой инструмент для нарезания: протяжка для нарезания внутренних шлиц на ступице)
Классификация: 1) треугольные (с мышинным зубом) 2) прямобчныеие 3) эвольвентные Треугольные: Достоинтсва: - работа в стесненных габаритах Недостатки: - малая нагрузочная способность - нетехнологичность Поэтому они мало используются Широкое распространение получили соединение прямобоким шлицом Достоинства: - дешевые, технологичные. Эвольвентные шлицевые соединения Достоинства: - легко нарезать с помощью стандартных инструментов на валу (технологичность) - хорошая нагрузочная способность Недостатки: - на ступице эти шлицы нарезают дорогим инструментом (специальными протяжками) Основные геометрические параметры рассчитываются как и для зубчатых передач. Прямобочное шлицевое соединение.
Виды центрирования: а) по наружному диаметру (самые распространенные):
D- наружный диаметр. При достижении точности D наружная поверхность вала обрабатывается термически и шлифуют. На ступице внутреннюю поверхность на диаметре D нельзя шлифовать (ступицу не термообрабатывают). Обозначение на чертеже:
D – 8 – 42 .
б) по боковой поверхности: b – 8 – 42 Используется реже, чем (а). Позволяет получить большую нагрузку способом шлицевых соединений, но совершенно не обеспечивает точности центрирования. Так как боковые поверхности хорошо прилегают и меньшей распределении нагрузки на эти поверхности.
в) по внутреннему диаметру (обеспечивает точное центрирование позволено термическая обработка и вал и ступицу, точность размера d осуществляется шлифованием) d – l – 42
Расчет шлицев на смятие
Напряжение смятия боковой поверхности шлица:
- коэффициент неравномерности распределения нагрузки определяется в зависимости от посадки шлицевого соединения, а также видов термообработки. (по справочникам).
Сварные, заклепочные соединения относятся к числу неразъемных
4.Заклёпочные соединения: Достоинства: возможность работы при колебаниях и вибрациях, технологичны Недостатки: металлоёмкость значительна ослабленная прочность из – за отверстий Расчёт по напряжению среза τср = 4F/πd2 ≤ ( τ )ср d≥√4F/π( τ )ср Лист заклёпки считается на смятие: δсм = F/ds ≤ ( δ )см При расчёте групповых заклёпочных соединений нагружённых на одну заклёпку, находится напряжение среза. 5.Сварные соединения: Достоинства : быстрота и качество изготовления (технологичные) экономичность (дешёвые) малая металлоёмкость Недостатки: недостаточная прочность не работает на вибрации 1) любые сварные соединения образуются двумя видами швов: - стыковым - угловым - Угловой шов: Разрушение шва происходит из-за касательных напряжений среза, они является разрушающими. S=k (катет шва), h – высота площадки по которой разрушается шов 2) Сварные соединения: стыковые (одна деталь продолжает другую, выполняется только стыковым швом) (5<8мм), (8<5<16мм). Обозначение швов на чертежах: линия – выноска; полка и односторонняя стрелка; упирается на линию основного или невидимого контура. Основная надпись пишется на полке (видимый контур) или под ней (невидимый контур). - усиление шва снять - Если шов несколько (идентичен), обозначается только один, а остальные номерами (они подсчитываются и обозначаются на линии – выноски). δ = F/bs ≤ ( δ )р ( δ )р = 0,9 ( δ )р (для ручной электродуговой сварки) б) воздействие изгибающего момента Мх: δиз = Мх/ Wх = 6Мх/bs2 ≤ ( δ )из Мх = bs2/6 Если Мх = 0, а есть Мz Wz = bs2/6 в) воздействие F и Мх: Напряжённым считается отдельная для каждого силового фактора, а затем складываемые геометрические и арифметические – нахлёсточные (одна деталь перекрывает другую, образуется только угловым швом).
1) Напряжение τср надо высчитывать как действие изгибающих моментов. τср = Миз/W = 6 Миз / l(0,7k)2 ≤ (τср)2 2) В зависимости от F различают лобовые и фронтальные швы: τср = F/0,7kl ≤ ( τ )ср F2l1 = F1l2 F = F1 + F2 F1/F2 = l1/l2 F = F2 (1 + l1/l2) F2 = F/1 + l1/l2 F1 = F2 * l1/l2 τср = F/0,7kb1 ≤ ( τ )ср b1 ≥ F1/0,7k( τ )ср b2 ≥ F2/0,7k( τ )ср При обозначении нахлёста шва на чертежах проставляют обозначения шва по стандарту Н1, а рядом значок величины катета шва и ГОСТ - угловые (одна деталь кромкой приваривается к другой, детали находятся под углом, образуется, как угловой , так и стыковой швы). τсрМ = М/W = 6M/l(0,7 * k)2 τсрF = F/А = F/0,7kl δср = 6М/l * S2 δр = F/lS
- Тавровые (одна деталь перпендикулярна или наклонно приварена к другой).
Классификация:
ПЕРЕДАЧИ Передачи бывают: 1) Трением 2) Зацеплением а) С непосредственным контактом (зуб.) б) Передачи гибкой связью (переменные)
1.Ременные передачи 1.1 Достоинства и недостатки, и классификация.
Достоинства: возможные работы на высоких скоростях бесшумность, плавность работы, поглощение ударов и толчков. простота и дешевизна конструкции Недостатки: - повышение нагрузка на валы из-за необходимой натяжки ремня. недостаточная долговечность ремней ( ≈ 5000 часов работы). повышенные требование к натяжке ремня. недостаточная натягивая способность (ниже чем в зубчатых и цепных).
Классификация ремней
1) Плоскоременная передача. “+” простота конструкции “+” не требует точности установки шкива “ − “более габаритна
Плоские ремни: прорезиненные хлопчатобумажные и др..
Клиноременная передача (φ=40°) Имеет большую тяговуя способность (повыш. Привед. коэф. трения
Толщина и ширина
стандартизации О,А,Б,В,Г,Д
Достоинство: в клиноременной передаче размер сечения ремня можно использовать до 8 ремней (больше не рекомендуется, т.т. ремни выполняются в виде бесконечной ленты с разной в пределах допуска длиной).
2) Поликлиновый ремень “ − “ недостаточно либкие (малая долговечность).
Кордшнуровые и кордтканевые ремни для повышенной прочности.
3)Круглый ремень (используют в приборах и в быту) Недостаток: малая тяговая способность материал: резина, кожа.
3) Зубчатые ремни (передача движения осуществляется зацеплением)
Достоинства: -высокая тяговая способность не требуется большого натяжения Недостатки: высокие требование к установке шкивов (оси шкивов должны быть строго параллельны)
1.3 Геометрические и кинематические зависимости.
Рассмотрим: шкив и ремень. 1-ведущий шкив 2-ведомый шкив
В ременной передаче из-за податливости и проскальзывания ремня Где ξ- коэф. скольжения в ремне [0.1±0.2]
Передаточное отношение ременной передачи
В практике u выбирается от 2÷4
1.2 Геометрические параметры и зависимости: 1) Диаметры Д1 и Д2 2) Межосевое расстояние 3) Угол наклона между ветвями ремня β
4) Угол охвата ремнем шкива α1 и α2 . чем дольше α1 тем сцепление выше.
α1 ограничивается => [ α ]- допускаемый угол охвата для клиноременных [ α ] = 120°, плоско ременных [ α ] = 150°
Найдем α1 : α1 =180°-β= π-β Найдем α2 : α2=180°+β= π+β
Учитывая что β – малая величина, а ее sin – сам угол, получим:
Д1 , Д2 – величины стандартные а назн, в зависимости от Д1 и Д2 Если клиноременная передача, то L округлое по стандарту. Затем вновь пересчитать а. Только потом троверяем Т.к. β зависит от а.
Скольжение в ремне. Потери на трение КПД. Пусть ремень действует предварительное натяжение F0 . крутильный момент уравновешен дополнительным грузом.
Часть дуги деформирована, а другая покоится.
В результате натяжке ремня в зоне упругого скольжения, сцепление будет min. Если Т увеличивать, дуга упругого скольжения будет расти. Если дуга упругого скольжения будет приближена к углу охвата (дуга покоя ≈0), то произойдет буксование ремня на шкиве, что нежелательно. Нужно увеличить силу предварительного натяжения F0 , чтобы уйти от буксования.
Потери на трения из-за упругого скольжения в ремне; из-за сопротивления воздуха, перегибов ремня и т. д…
Построение кривых скольжения. Кривые скольжения ξ(φ), η (φ) φ – коэф. Тяги (отношение открытых сил к 2F0)
F0 – предварительного натяга
η в пределах 0,96 (плоские) 0,95 (клиновые)
Для разных ремней кривых скольжения выявили φ=φкр
[Q]t0 – допустимое полезное окружное напряжение идеальной передачи (из таб. Значений)
К реальной передаче переход домножением [Q]t0 на ряд коэф.
- для реальной передачи
Кα - коэффициент учитывающий угол охвата малого шкива Кн – коэффициент учитывающий вид выбран натяжение ремня Кр – коэффициент режима работы (учитывающий работу при спокойной нагрузке при толчках и ударах, при слабом колебании)
Силовые зависимости в ременной передаче. 1. в идеальной передаче (зависимость Эйлера) f – коэффициент трения, α – угол охвата
2) зависимость Понселе δ – удлинение ремня
F2 – холостой ветви
F1 – усилие в рабочей ветви
решив совместно системы и уравнения получим
И
Формулы Понселе
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (666)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |