- •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
2.1. Шпоночные, шлицевые (зубчатые) и штифтовые соединения
Шпоночным называется соединение зацеплением соосных деталей с цилиндрическими (или коническими) контактирующими поверхностями с помощью специальной детали–шпонки.
Шпонка – специальная деталь, размещаемая в совмещенных пазах вала и ступицы и используемая для передачи вращающего момента между соосными деталями, а также в ряде случаев для задания направления осевого перемещения ступицы по валу (в этом случае используется направляющая шпонка).
Шпоночные соединения просты по конструкции, недороги в изготовлении, и это определяет их широкое применение (кроме клиновых шпонок).
Однако отсутствие взаимозаменяемости и необходимость подбора и ручной подгонки (исключение – сегментные шпонки) ограничивают их использование в изделиях, производимых в массовых объемах. Негативным фактором является влияние шпоночного соединения на прочность вала – из-за резких переходов в своей форме шпоночный паз является концентратором напряжений, способным вызвать усталостное разрушение вала. Не рекомендовано применение шпоночных соединений для быстровращающихся валов ответственного назначения вследствие сложности достижения концентричной посадки сопрягаемых деталей.
Шлицевое соединение можно рассматривать как многошпоночное, образованное выступами на валу (играющими роль шпонки) и впадинами на ступице. Оно может быть использовано как для подвижного, так и для неподвижного соединения валов со ступицами деталей (например, колес шкивов, дисков). Отличается от шпоночных существенно превосходящей несущей способностью, меньшими радиальными габаритами, взаимозаменяемостью и возможностью обеспечения точного центрирования деталей. Эти достоинства, а также возможность выполнения соединения по схеме «вал – ступица» (т. е. без дополнительной детали – шпонки) определили широкое применение шлицевого соединения для высокооборотных валов и в условиях массового производства. Недостаток шлицевых соединений – большая концентрация напряжений у основания зуба.
2.1.1. Конструктивные разновидности шпоночных соединений
Шпоночные соединения по признаку наличия напряженности можно разделить на напряженные и ненапряженные. Напряженные соединения (т. е. посаженные с натягом) предполагают в соединении напряжение до приложения внешней нагрузки. Шпонка в напряженном соединении передает окружную и осевую силы, шпонка в ненапряженном соединении – только окружную силу. Шпонка в напряженном соединении смещает центр тяжести надетой на вал детали на величину, равную размеру посадочного зазора, это приводит к перекосу детали, что является основной причиной ограничения в их применении.
В практике широко применяются призматические и сегментные шпонки (рис. 2.1, а и б), причем при значительных крутящих моментах ставят две или более шпонок вдоль оси вала или по окружности. Тангенциальные шпонки (рис. 2.1в) наиболее часто используются в тяжелом машиностроении при передаче значительных крутящих моментов, переменных по величине или направлению. Реже используют клиновые (врезные и на лыске) (рис. 2.1г, д) и фрикционные шпонки (рис. 2.1е). В случае использования шпонки на лыске на валу вырезается сегментный паз. При резком увеличении нагрузки (например, ударе) шпонка на лыске проскальзывает по валу, и удар смягчается. Фрикционные шпонки используются для передачи относительно небольшого крутящего момента.