Устройство, назначение, достоинства, недостатки

Шлицевое соединение можно рассматривать как многошпоночное соединение (рис. 1).

Рис. 1. Шлицевое соединение.

Достоинства:

- высокая надёжность,

- технологичность.

Недостатки:

- высокая стоимость.

В зависимости от профиля зубьев различают три основных типа соединений (рис. 2): с прямобочными, эвольвентными и треугольными зубьями.

а) б) в)

Рис. 2. Профили зубьев: а – прямобочные; б – эвольвентные; в – треугольные.

8.2. Расчёт шлицевых соединений

В зависимости от диаметра вала d (рис. 93) выбирают параметры зубчатого соединения, после чего соединение проверяют на смятие.

Рис. 93. Схема к расчёту шлицевого соединения прямобочными шлицами.

Для соединений с прямобочными шлицами

где ψ = 0,75;

z – число шлицев;

l_p – рабочая длина шлицев.

Для соединений с эвольвентным профилем зубьев

где m – модуль соединения.

СОЕДИНЕНИЯ СВАРКОЙ

8.1. Преимущества и недостатки

Существуют следующие способы сварки: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка под слоем флюса, электрошлаковая и контактная сварка.

В зависимости от взаимного размещения соединяемых деталей различают следующие основные виды сварных соединений: стыковые, нахлёсточные, тавровые и угловые.

Достоинства:

- герметичность;

- технологичность;

- высокая производительность.

Недостатки:

- появление температурных напряжений и связанная с ними возможность искривление деталей после сварки;

- значительная концентрация напряжений возле сварных швов.

Швы стыковых соединений имеют следующие виды: односторонний без скоса кромок, односторонний со скосом кромок, двусторонний с двумя симметричными скосами одной кромки, двусторонний с двумя симметричными скосами двух кромок (рис. 1).

Рис. 1. Стыковые швы: а - односторонний без скоса кромок; б - односторонний со скосом кромок; в - двусторонний с двумя симметричными скосами одной кромки; г - двусторонний с двумя симметричными скосами двух кромок.

Швы, предназначенные для соединения элементов, расположенных в разных (параллельных или пересекающихся плоскостях), называются угловыми. В зависимости от формы сечения различают швы в виде равнобедренного треугольника; треугольника, основание которого больше высоты; треугольника с криволинейными сторонами (рис. 2). За катет шва принимают меньший катет вписанного в сечение шва треугольника. Катет шва выбирают из условия k ≤ s.

Рис. 2. Угловые швы: нормальная (а), вогнутая (б), выпуклая (в) и специальная (г) форма сечения.

В зависимости от размещения шва относительно линии действия силы F угловые швы называют лобовыми, фланговыми, и комбинированными (рис. 3).

Рис. 3. Нахлесточные соединения угловыми швами: а - лобовой шов; б - фланговый шов; в - комбинированный шов

8.2. Расчёт сварных соединений

Расчёт стыковых сварных соединений

Стыковое соединение прямым или косым швом, нагружаемое осевой силой F:

где [σ]_p′ - допускаемое напряжение сварного шва при растяжении,

l – длина сварного шва, l = b/sinβ,

b – ширина свариваемых деталей.

Стыковое соединение кольцевым швом, нагружаемое осевой силой

где d_н, d_вн - наружный и внутренний диаметр сварного шва.

1. Стыковое соединение прямым швом, нагружаемое изгибающим моментом

2. Стыковое соединение прямым швом, нагружаемое изгибающим моментом и осевой силой

Расчёты нахлёсточных сварных соединений

Расчётную высоту h углового шва в формулах выражают через катет k: h = 0,7 k. Площадь расчётного (опасного) сечения A = 0,7 kl.

1. Нахлёсточное соединение угловым швом, нагружаемое осевой силой

где l _∑ - суммарная длина швов для соединений с несколькими швами:

а) для соединений с лобовыми и фланговыми швами

где l_i – длина фланговых или лобовых швов;

б) для соединений с комбинированными швами

где l _л, l _ф - длина лобовых и фланговых швов.

2. Нахлёсточное соединение кольцевым угловым швом, нагружаемое осевой силой

где d – наружный диаметр сварного шва.