- •Введение
- •1. Расчёт винтовых механизмов
- •1.1. Расчет винтовой пары
- •1.1.1. Выбор расчетной нагрузки
- •1.1.2. Материалы и допускаемые напряжения винта и гайки
- •1.1.3. Выбор типа резьбы
- •1.1.4. Расчёт резьбовой пары на износ
- •1.1.5. Выбор шага резьбы
- •1.1.6. Проверка витков резьбы на прочность
- •1.1.7. Конструирование и проверочный расчет элементов гаек
- •1.1.8. Расчет винта на прочность и устойчивость
- •1.2. Расчёт прочих деталей винтового механизма
- •1.2.1. Разработка опорных узлов винтового механизма
- •1.2.2. Разработка узла рукоятки
- •1.2.3. Расчеты направляющего устройства
- •1.2.4. Расчёт салазок для горизонтального перемещения груза
- •1.2.5. Расчет прочих деталей винтовых механизмов
- •1.2.6. Определение кпд винтового механизма
- •2. Расчёт соединений винтовых механизмов
- •2.1. Шпоночные, шлицевые (зубчатые) и штифтовые соединения
- •2.1.1. Конструктивные разновидности шпоночных соединений
- •2.1.2. Призматические врезные шпонки
- •2.1.3. Сегментные шпонки
- •2.1.4. Призматические направляющие шпонки
- •2.1.5. Призматические скользящие шпонки
- •2.1.6. Расчёт на прочность ненапряжённых шпоночных соединений
- •2.1.7. Конструктивные разновидности шлицевых соединений
- •2.1.8. Прямобочные шлицевые соединения
- •2.1.9. Эвольвентные шлицевые соединения
- •2.1.10. Расчёт на прочность шлицевых соединений
- •2.1.11. Штифтовые соединения
- •2.2. Сварные соединения
- •2.2.1. Типы сварных соединений в зависимости от расположения свариваемых деталей различают соединения:
- •2.2.2. Расчёт на прочность стыковых сварных соединений
- •2.2.3. Расчет на прочность центрально нагруженных нахлесточных (валиковых) сварных соединений
- •2.2.4. Расчёт на прочность нахлесточных (валиковых) сварных соединений, нагруженных моментом в плоскости стыка деталей
- •Шов простой
- •Шов комбинированный
- •2.2.5. Расчёт на прочность нахлесточных (валиковых) сварных соединений, нагруженных нецентрально приложенным усилием
- •Соединений, нагруженных нецентрально приложенным усилием
- •2.2.6. Расчёт на прочность нахлесточных (валиковых) сварных соединений, нагруженных отрывающим усилием
- •При нагружении отрывающим усилием
- •2.3. Резьбовые соединения
- •2.3.1. Расчёт на прочность болта затянутого болтового соединения в отсутствие внешней нагрузки
- •2.3.2. Расчёт затянутого болтового соединения, нагруженного нецентрально приложенным сдвигающим усилием
- •Нецентрально приложенным сдвигающим усилием с установкой болтов в отверстия с зазором
- •2.3.3. Расчет болтов клеммовых соединений
- •Расчет клеммового соединения, нагруженного крутящим моментом
- •2.3.4. Расчёт затянутого болтового соединения, нагруженного осевым усилием
- •Податливость болтов
- •Податливость деталей
- •2.3.5. Расчёт сложно нагружённого болтового соединения
- •Расчет усилия затяжки болта из условия отсутствия сдвига
- •Примерный порядок расчёта сложно нагруженной группы болтов
- •2.3.6. Расчёт соединений с заклёпками или болтами, поставленными в отверстие без зазора
- •Действующих в соединении
- •3. Принципы конструирования винтовых механизмов
- •3.1. Общие приёмы конструирования
- •3.2. Общие технологические соображения при конструировании
- •3.2.1. Выбор рациональной формы деталей
- •3.2.2. Применение стандартов при конструировании
- •3.3. Технологические соображения, связанные с механической обработкой деталей
- •И согласовано (б) с возможностью его обработки
- •3.4. Конструктивные соображения при проектировании
- •К онсольного нагружения пролётным
- •Р ис. 3.17. Устранение ослабления втулки
- •При затяжке резьбовых соединений
- •По условию сборки
- •3.5. Правила конструирования корпусных деталей
- •3.5.1. Толщина стенок отливки
- •3.5.2. Требования, предъявляемые к конструкции отливок, связанные с технологией изготовления литейных форм
- •3.5.3. Конструирование сварных деталей
- •3.6. Правила разработки чертежей
- •3.6.1. Сборочные чертежи
- •3.6.2. Рабочие чертежи
- •Библиографический список
- •Приложение
- •На основании данных расчета разработать сборочный чертеж и рабочие чертежи винта, гайки и корпуса в масштабе 1:1.
- •Оглавление
2.3.3. Расчет болтов клеммовых соединений
Клеммовые соединения (рис. 2.39) относятся к фрикционным: их функционирование основано на действии сил трения от затяжки болтов. Клеммовые соединения используют для крепления на валах и стержнях цилиндрической формы таких деталей как кривошипы, шкивы и т. п.
Достоинствами клеммового соединения являются простота монтажа и демонтажа, возможность установки и переустановки деталей в любом месте данного участка вала и под любым углом по отношению к валу; недостатками – ненадежность передачи нагрузки только силами трения и относительно большие габаритные размеры. Для увеличения сил трения, а, следовательно, несущей способности соединения контактные поверхности перед сборкой посыпают порошком корунда или применяют оксидирование или гальваническое покрытие сопрягаемых поверхностей. Как правило, для передачи больших перегрузок клеммовые соединения не используют.
По конструктивным признакам различают два типа клеммовых соединений – со ступицей, имеющей прорезь (рис. 2.39а), и с разъемной ступицей (рис. 2.39б)
Клеммовое соединение, имеющее прорезь, более жесткое, но для его монтажа требуется протяжка клеммы по валу до участка установки, что накладывает ограничения на размеры (диаметры) участков валов, находящихся до места расположения клеммы. Клеммовое соединение с прорезной ступицей менее жесткое и несколько большего веса и стоимости, но форма соседних участков вала (и других расположенных на валу деталей) на его установку не влияет.
Расчет клеммового соединения, нагруженного крутящим моментом
Условие неподвижности клеммы относительно вала:
, (2.75)
где – момент, создаваемый силами трения, Нмм;
Т – крутящий момент, Нмм;
Кб – коэффициент безопасности.
С учётом, что Z – число болтов с одной стороны клеммы, а f – коэффициент трения, каждый из болтов затягивается усилием FОТ, со стороны болтов на клемму действует усилие FОТ, со стороны вала – нормальная реакция Fn в месте контакта, а в сторону, обратную возможному смещению, будут возникать силы трения (рис. 2.40.):
, (2.76)
(2.77)
(2.78)
, (2.79)
(2.80)
. (2.81)
Усилие затяжки каждого болта из Z болтов клеммы:
. (2.82)
Расчет болта на прочность проводят по формуле
. (2.83)
Расчет клеммового соединения, нагруженного осевым усилием
В расчете первой и второй клеммовой конструкции при нагружении осевым усилием Fх существует заметная разница.
Конструкция с прорезной клеммой (рис. 2.39 а).
Условие неподвижности клеммы относительно вала
, (2.84)
где – суммарная сила трения, создаваемая затяжкой болтов, Н;
– осевое усилие, Н.
С учетом, что каждый болт затянут усилием FFOХ, со стороны болтов на клемму действует усилие FFХOZ, со стороны вала нормальная реакция
Fn = 2 FOZ Z,
а в сторону, обратную возможному смещению, FТ,
, (2.85)
где – усилие затяжки каждого из Z болтов клеммы.
2. Конструкция с разрезной клеммой
Различие с предыдущей конструкцией заключается в том, что сдвигающее усилие приложено только в нижней части клеммы (там, где поводок). В схеме постановки болтов в отверстия с зазором усилие передается на вал с той стороны, где имеется поводок и осуществляется только за счет FT. Болты поставлены в отверстия с зазором, следовательно, усилие, передаваемое на вал с той стороны, где имеется поводок, FT.
Условие неподвижности клеммы:
, (2.86)
, (2.87)
, (2.88)
. (2.89)
При совместном действии сдвигающей силы FX и сдвигающего момента T:
(2.90)