Розрахунок на міцність

Розглянемо на прикладі прямобічного з’єднання (рис.1). Розрахунок - перевірний, по напруженню зминання бокової грані:

(1)

де - середній діаметр;

- висота поверхні контакту шліца;

ℓ - довжина поверхні контакту шліца (дорівнює довжині маточини);

- коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу навантаження між шліцами;

- кількість шліців.

Одним словом, розрахунок ведеться так, як призматичної шпонки (тільки вона не одна) на зминання.

6.3 Профільні (безшпонкові) з’єднання

Це - з’єднання з поверхнею контакту, що має плавний не круглий профіль. Профіль обробляється методом копіювання на токарних, фрезерних та шліфувальних верстатах.

Вони можуть виконуватись на циліндричних або конічних ділянках валів. В поперечному перерізі мають вигляд (бувають і інші профілі - овал і т.п.):

Плавне закруглення кутів виконується для знімання місцевих концентрацій напружень.

Переваги з’єднань: відсутність джерела місцевих концентрацій напружень, самоцентрування.

Недоліки: труднощі з заміною при ремонті, непридатність, при роботі в умовах переміщень під навантаженням. Важко обробити точно спряжені поверхні (без зазору).

У зв’язку з цим поверхні застосування цих з’єднань в загальному машинобудуванні обмежене.

6.4 Штифтові з’єднання

Сполучні деталі в цих з’єднаннях - це круглого поперечного перерізу циліндричні або конічні стержні (матеріал - Ст 5, Ст 6 і т.п.). Бувають і інші форми перерізу (шестигранник наприклад)

По призначенню розподіляються на:

3. установочні: установленням штифта показується в якому положенні (не інакше) збираються дані 2 деталі

3. сполучні: силові (передача сили)

3. запобіжні: розраховані на певну силу при перевищенні - зріз.

Конструкції - самостійно.

Основи розрахунку на міцність

Розглянемо приклад сполучного циліндричного штифта. Такі штифти ставляться з натягом і тримаються в отворах силами тертя.

Розрахунок по рис.1 - по напруженнях зрізу та зминання

1.Зріз

(6.3.1)

де - кількість штифтів (тут один)

- кількість площин зрізу (тут одна)

2.Зминання можливе на ділянці тоншої з з’єднуваних деталей

(6.3.2)

Знаходять застосування також штифти-шпонки циліндричні або шестигранні. Розрахунки - як шпонок ненапружених.

6.5. Клинові з’єднання

В зв’язку з тим, що в загальному машинобудуванні застосовуються вони зараз рідко, детально ми розглядати їх не будемо.

Один з різновидів такого з’єднання - клинові шпонки.

Загальні відомості про них - самостійно

6.6 Нерознімні з’єднання

Згадаємо: це - ті з’єднання, які неможливо розібрати без зруйнування або пошкодження.

Різновиди: заклепкові, зварні, клейові, паяні, вальцьовані, з’єднання з натягом (пресові).

З цього переліку ми розглянемо: заклепкові, зварні й з’єднання з натягом.

Лекція №7

7.1 Заклепкові з’єднання

Це - нерознімні з’єднання деталей (звичайно листових) з допомогою заклепок - суцільних або порожнистих циліндричних стержнів, що мають закладні головки.

Заклепку вставляють у суміщені отвори в з’єднуваних деталях і, осаджаючи кінець стержня, що виступає, створюють замикаючу голівку.Це і є процес клепання. замикаюча

Клепання може бути ручним або машинним, холодним або з нагріванням. При машинному клепанні отвори під заклепки, а також замикаючі голівки виконують групами (отвори - пресами з кількома пуансонами - пробивання).

При діаметрі заклепки (сталевої) до 12 мм - клепання холодне.

В минулому заклепкові з’єднання були основним видом нерознімних з’єднань і широко застосовувались в різноманітних інженерних спорудах - в парових котлах, мостах, літаках, посудинах високого тиску, суднах, фермах вантажопідйомних кранів і т.д.

Починаючи ж з 20-х років ХХ ст. (початок широкого застосування в машинобудуванні зварних з’єднань) і по сьогодні область застосування заклепок безперервно звужується.

Зараз ці з’єднання застосовують головним чином в авіа -, суднобудуванні, а в загальному машинобудуванні - в тих випадках, коли зварити неможливо з конструктивних, технологічних, та інших міркувань (наприклад: з’єднуються деталі з матеріалів, що не зварюються; неприпустиме нагрівання, бо деталі жолобляться; великі динамічні навантаження (вібрація, удари і т.п.) і важко перевірити якість зварного шва.

Класифікація:

1. За призначенням:

6. силові;

6. щільні;

6. силові-щільні.

2. За видами стику:

9. внапусток;

9. у стик (з однією або з двома накладками)

3. За розміщенням заклепок шви поділяються на:

11. рядові;

11. шахові.

4. По кількості зрізів заклепки:

13. однозрізні;

13. двозрізні і т.д.

Види (конструкції) заклепок самостійно.

Матеріал заклепок

Повинен бути однорідним з матеріалом з’єднуваних деталей. Якщо це - металеві деталі, щоб уникнути електрокорозії (можуть утворитися термопари, наприклад сталь-мідь і т.п.)

Загалом матеріал заклепок повинен бути більш пластичним, ніж деталі. Це можуть бути вуглецеві сталі звичайного ґатунку (Ст 2, Ст 3 і т.д.), сталі якісні машинобудівні (Сталь 20, леговані сталі, але не гартовані), кольорові метали і сплави (мідь, латунь, бронза) та легкі сплави і метали (алюміній, дюралюміній і т.д.)