1.3.8.4. Соединения пайкой и склеиванием
Пайка - метод неразъемного соединения деталей, при котором плавится только припой, а металл соединяемых деталей остается твердым. Пайка широко применяется в медной аппаратуре, в радиоаппаратуре. Применяют твердые и мягкие припои.
Склеивание применяется в машиностроении, в авиации (стабилизатор). Конструктивно паянные и клееные соединения выполняются примерно одинаково - внахлестку.
1.3.8.5. Клеммовые соединения
Клеммовые соединения применяют для закрепления деталей на валах и осях, цилиндрических колоннах, кронштейнах и т.д.
По конструкции различают два типа клеммовых соединений: со ступицей, имеющей прорезь и с разъемной ступицей. При соединении деталей с помощью клемм используют силы трения, которые возникают от затяжек болтов.
1.3.8.6. Шпоночные, зубчатые (шлицевые) и профильные соединения
Шпонки служат для закрепления деталей на валах с передачей крутящего момента. Клиновые шпонки посажены с зазором по боковым граням и передает Мкр за счет сил трения вследствие запрессовки шпонки.
Призматические шпонки посажены плотно по боковым граням и работают на срез и смятие. Сегментная шпонка является разновидностью призматической и работает так же.
Если нужно передать большой крутящий момент и при этом не отжимать вал в сторону от центральной оси соединения, применяют шлицевое соединение. Разумеется, нагрузка не распределяется равномерно по всем шлицам. Поэтому на смятие (основной расчет) соединение считают по формуле:
,
где К 0,7 0,8 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения усилий между зубьями;
z - число зубьев;
h - высота поверхности контакта зубьев;
l - рабочая длина зубьев;
rср - средний радиус поверхности контакта;
Т - момент.
В отличие от шпонок шлицы могут иметь не только прямоугольный профиль, но также эвольвентный или треугольный.
Профильное (бесшпоночное) соединение.
Профильным соединением называется такое, у которого втулка сажается не на круглую поверхность вала. Такие соединения рассчитывают приближенно по напряжениям смятия, возникающим на рабочих гранях.
1.3.8.7. Соединения деталей посредством посадок с гарантированным натягом (прессовые соединения)
Натягом называют отрицательную разность диаметров отверстия и вала. После сборки вследствие упругих и пластических деформаций диаметр посадочных поверхностей отверстия и вала становится одинаковым. При этом на поверхностях посадки возникает удельное давление Р и соответствующие им силы трения.
Нагрузочная способность прессового соединения, прежде всего, зависит от величины натяга. Эта величина регламентируется стандартом допусков и посадок. Более подробно о нем будет речь в Основах технологии. Сборку соединения с натягом выполняют прессованием, нагревом втулки или охлаждением вала. Условия прочности соединения при нагружении осевой силой S:
,
где р - давление на поверхности контакта;
d, l - соответственно диаметр и длина шейки вала, на которую насажена втулка;
f - коэффициент трения скольжения.
Условия прочности при нагружении крутящим моментом:
.
При этом Р нужно находить из уравнения совместности деформаций
,
где р - расчетный натяг;
;
,
где Е1, Е2 - модули упругости материалов вала и втулки;
1, 2 - коэффициенты Пуассона материалов вала и втулки.
Разновидность соединения - соединение посадкой на конус с затяжкой гайкой.