Классификация. · резьбовое соединение

Разъёмное соединение

· резьбовое соединение

· штифтовое соединение

· шпоночное соединение

· шлицевое (зубчатое) соединение

· байонетное соединение

· клеммовое соединение

· конусное соединение

· профильное соединение

· бугельное соединение

· соединение шип-проушина

Неразъёмное соединение

· сварное соединение

· паяное соединение

· клееное соединение

· заклёпочное соединение (клёпаное соединение)

· армированное соединение

Условно разъёмное соединение

· соединение с натягом

26) Шпоночные соединения. Основы проектирования и расчёта.

Шпо́ночное соедине́ние — соединение охватывающей и охватываемой детали для передачи крутящего момента с помощьюшпонки. Шпоночное соединение позволяет обеспечить подвижное соединение вдоль продольной оси. Классификация соединений в зависимости от формы шпонки: соединения призматическими шпонками, соединения клиновыми шпонками, соединения тангенциальными шпонками, соединения сегментными шпонками, соединения цилиндрическими шпонками.

Основной критерий работоспособности шпоночного соединения — прочность на смятие.

Достоинства шпоночных соединений:
• простота конструкции,
• легкость монтажа и демонтажа,
• низкая стоимость.
Недостатки шпоночных соединений:
• шпоночные пазы ослабляют прочность вала и ступицы,
• концентрация напряжений, возникающих в зоне шпоночного паза, снижает сопротивление усталости.

При проектировании шпоночного соединения ширину и высоту шпонок принимают по соответствующему ГОСТу в зависимости от диаметра вала. Длину шпонки принимают в зависимости от длины ступицы и согласовывают с ГОСТом. Достаточность принятых размеров шпонки проверяют расчетом соединения на прочность (проверочный расчет).

На шпоночное соединение действует вращающий момент , вызывающий напряжения среза в шпонке и напряжения смятия на боковых гранях шпонки и пазов ступицы и вала, см. рис. 6.2 (для упрощения расчетов считают, что напряжения смятия равномерно распределены по площади контакта боковых граней шпонок и шпоночных пазов; контактным давлением, возникающим при посадке шпонок в паз вала с натягом, пренебрегают).

Следовательно, призматические шпонки рассчитывают на смятие и срез по следующим формулам:

,

,

где - вращающий момент; - диаметр вала; - ширина шпонки; - рабочая длина шпонки; - глубина врезания шпонки в ступицу; и - расчетное и допускаемое напряжение на смятие для более слабого материала шпоночного соединения (вала, шпонки или ступицы); и - расчетное и допускаемое напряжение на срез для материала шпонки.

Проверочный расчет сегментной шпонки проводится так же, как и для призматической шпонки:

,

,

где - длина шпонки.

У стандартных шпонок размеры поперечного сечения и подобраны таким образом, что прочность соединения определяет напряжение смятия (расчет на срез не проводят).

Если прочность не достаточна, то устанавливают одну или несколько дополнительных шпонок (однако, установка нескольких шпонок сильно ослабляет вал, поэтому в таких случаях шпонки заменяют шлицевыми соединениями или соединением с натягом).

27) Зубчатые (шлицевые) соединения. Основы расчёта.

Зубчатые (шлицевые) соединения

Для соединения ступицы с валом (вместо шпонок) часто пользуются вы­ступами-зубьями на валу, входящими во впадины соответствующей формы в ступице (рис. 153). Эти соединения можно рассматривать как многошпо­ночные, так как у них шпонки выполнены заодно с валом.     Рис. 153 Зубчатые соединения по сравнению со шпоночными имеют следующие преимущества: большая нагрузочная способность благодаря значительно большей рабочей поверхности и относительно равномерному распределе­нию давления по высоте зуба; лучшее центрирование сопрягаемых деталей; большая прочность вала в сравне­нии с валом со шпоночными канав­ками. Зубчатые зацепления могут слу­жить как неподвижные для скреп­ления ступицы с валом, так и в ка­честве подвижных — осевое переме­щение ступицы детали по валу, на­пример, в тракторах, автомобилях, в коробках передач станков и т. д. Большое распространение полу­чили зубчатые соединения с прямо­угольной или прямобочной (рис. 154, I, IV, V), эвольвентной (рис. 154, II) и треугольной (рис. 154, III) формами зубьев (шлицев). Шлицы на валах фрезируют или нарезают на зубообрабатывающих станках методом обкатки (рис. 155), а пазы в отверстиях получают долблением или протягиванием. Рис. 154

Основными критериями работоспособности шлицевых соединений являются сопротивление рабочих поверхностей смятию и изнашиванию.

Изнашивание боковых поверхностей зубьев обусловлено микроперемещениями (взаимным относительным скольжением) деталей соединения при действии изгибающего и вращающего моментов или несовпадения осей вращения (из-за наличия зазоров, погрешностей изготовления и монтажа).

Пути повышения износостойкости:

- увеличение твердости контактирующих поверхностей;

- уменьшение зазоров;

- применение соответствующей смазки.

Число и размеры поперечного сечения шлицев принимают в зависимости от диаметра вала по соответствующему ГОСТу. Длина шлицев определяется длиной ступицы, а если ступица подвижная, то ходом ее перемещения.

Упрощенный (приближенный) расчет шлицевых соединений по критерию смятия является основным для шлицевых соединений (обычно проводится как проверочный). При приближенном расчете предполагают, что напряжения смятия на рабочих поверхностях распределены равномерно, см. рис. 6.10:

,

где - расчетный вращающий момент (наибольший из длительно действующих моментов при переменном режиме нагружения), Н·м; – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между выступами (зависит от точности изготовления), ; - средний диаметр соединения, мм; - число зубьев; - рабочая высота выступа, мм; - длина соединения, мм; - допускаемые напряжения смятия, МПа.

Для прямобочного профиля:

; ,

где - наружный диаметр зубьев вала; - внутренний диаметр ступицы; - размер фаски.

Для эвольвентного профиля:

; ,

где - модуль зубьев соединения.

Для зубьев треугольного профиля:

; .

Если расчетное напряжение превышает допускаемое более, чем на 5%, то увеличивают длину ступицы, изменяют размеры, термообработку и повторяют проверочный расчет.

Неточности расчета (из-за принятых допущений) компенсируют выбором допускаемых напряжений смятия , установленных с учетом опыта эксплуатации. Допускаемое напряжение на смятие шлицевого соединения принимают: МПа, причем большие значения применяют при тяжелых условиях эксплуатации (знакопеременной нагрузке, отсутствии смазки и т.д.).