Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. дополнения > Лекции
Название:
ШПОНКОВІ З ЄДНАННЯ

Тип: Лекции
Категория: Тех. дополнения
Подкатегория: Лекции

Цена:
1 грн



Подробное описание:

ШПОНКОВІ З'ЄДНАННЯ

Основні види шпонкових з'єднань та область їхнього застосування

Шпонкою називають деталь, яку вставляють у пази вала 1 маточини (втулки) з метою утворення з'єднання, здатного передавати обертовий момент від вала до маточини або від маточини до вала.

На рис. 12.1 зображені деталі шпонкового з'єднання: 1 шпонка, 2 – вал і 3 – втулка (або маточина шківа, зубчастого колеса).

Завдяки простоті та надійності конструкції, порівняльно низькій вартості, а також зручності складання шпонкові з'єднання широко застосовують у машинобудуванні. До недоліків шпонкових з'єднань належать послаблення вала та маточини шпонковими пазами, які зменшують поперечний переріз і спричинюють значну концентрацію напружень, що сприяє втомному руйнуванню валів.

Розрізняють ненапружені та напружені шпонкові з'єднання.

Ненапружені шпонкові з'єднання здійснюють за допомогою призматичних та сегментних шпонок.

Призматичні шпонки за призначенням бувають звичайні (а) та напрямні ( б).

Звичайні призматичні шпонки призначені для нерухомого з'єднання маточини (втулки) з валом. Вони бувають із скругленими або плоскими торцями.

Напрямні шпонки (ГОСТ 8790-79) застосовують у тих випадках, коли деталі, розміщені на валах, можуть рухатись уздовж валів. Напрямну шпонку закріплюють до вала гвинтами.

Згідно із стандартом ширину призматичної шпонки b і висоту h вибирають залежно від діаметра вала d. Стандарт також регламентує глибину паза на валу t1 і у втулці t2. Довжину шпонки l вибирають за шириною деталі, розміщеної на валу, перевіряють розрахунком на міцність і також узгоджують зі стандартом. Робочими гранями призматичних шпонок є їхні бічні грані, які контактують з бічними гранями пазів. Робоча довжина призматичної шпонки зі округленими торцями l0 = l – b, а для шпонки з плоскими торцями l0 = l (рис. 12.2,а).

Ширину призматичної шпонки та ширину паза в маточині виконують з полем допуску відповідно h6 та Н7. Ширина паза вала має поле допуску js6.

З'єднання за допомогою сегментної шпонки показано на рис. 12.3. Глибока посадка шпонки на валу забезпечує їй більш стійке положення, ніж призматичної шпонки. Це запобігає перекошуванню шпонок під навантаженням. Однак глибокий паз значно послаблює вал, тому сегментні шпонки використовують головним чином для з'єднання деталей на малонавантажених ділянках валів, наприклад на кінцях вaлів. З'єднання сегментними шпонками є технологічним, оскільки виготовлення як шпонок, так і пазів на валах досить просте.

Сегментні шпонки стандартизовані (ГОСТ 24071-80). Розміри сегментних шпонок та пазів вибирають за стандартом залежно від діаметра вала d.

Ненапружені шпонкові з'єднання є найрозповсюдженішими. Вони використовуються в поєднанні з перехідними посадками деталей на вал або з посадками із гарантованим натягом. У таких випадках забезпечується достатнє центрування деталей та висока надійність з'єднання.

Напружені шпонкові з'єднання здійснюються за допомогою клинових та циліндричних шпонок.

Клинові шпонки за способом розміщення на валах бувають врізні, на лисці, фрикційні і тангенціальні.

Клинові врізні шпонки (рис. 12.4,а,б) за формою поділяють на шпонки клинові без головки та шпонки клинові з головкою (ГОСТ 24068-80). Клинові врізні шпонки без головки бувають із плоскими та скругленими торцями.

Клинові шпонки на лисці (рис. 12.5,а) та фрикційні (рис. 12.5,б) бувають з плоскими торцями або з головкою.

Всі клинові шпонки виготовляють з ухилом 1 : 100. Цей же ухил передбачається і для паза маточини (втулки). Подібно до призматичних, клинові врізні шпонки частково розміщуються в пазі вала і частково в пазі маточини. Клинові шпонки на лисці та фрикційні розміщуються по всій своїй висоті в пазах маточини.

Розглянуті з'єднання клиновими шпонками передають обертовий момент за рахунок сил тертя на широких робочих гранях. Ці сили тертя створюються відповідним натягом у радіальному напрямі при забиванні шпонок. Тому зі сторони бічних граней клинових шпонок передбачаються зазори.

Тангенціальні шпонки (рис. 12.5,в) відрізняються від інших клинових шпонок тим, що натяг між валом та маточиною створюється шпонками не в радіальному, а в дотичному напрямі. Одна із широких граней тангенціальної шпонки направлена по дотичній до перерізу вала, а одна із вузьких граней – по радіусу вала.

Таке розміщення тангенціальної шпонки спричинює постановку в з'єднанні двох шпонок, розміщеним під кутом 120-135°. За технологічними міркуваннями кожна тангенціальна шпонка виконується з двох однобічно скошених клинів Тангенціальна шпонка використовується головним чином у важкому машинобудуванні при значному діаметрі з'єднання.

Із клинових шпонок найрозповсюдженішими є врізні, бо порівняно зі шпонками на лисці та фрикційними вони більш надійні, а порівняно з тангенціальними – більш технологічні. Взагалі клинові шпонки мають обмежене застосування, оскільки вони спричинюють зміщення осі маточини відносно осі вала. Якщо перекіс деталі, розміщеної на валу, не допускається, наприклад для зубчастих коліс, то клинові шпонки не застосовують. Область використання клинових шпонок у новому проектуванні обмежується тихохідними машинами при необхідності частого розбирання з'єднань.

Циліндричні шпонки (рис. 12.6) – це циліндричні штифти, що вставляються в отвори, паралельні осі з'єднання, по посадках з натягом (посадка Н7/r6).

Рис. 12.6. З'єднання циліндричною шпонкою.

Такі шпонки можуть використовуватись для закріплення деталей на кінці вала. Отвір під шпонку свердлять та обробляють розверткою після посадки деталі на вал. Розміри циліндричних шпонок стандартизовані (ГОСТ 3128-70; ГОСТ 12207-79). Діаметр шпонки dш = (0,13... 0,16) d, а довжина шпонки          l = (3...4)dш. Якщо міцність з'єднання з однією шпонкою не забезпечується, то ставлять дві або три циліндричні шпонки, зміщені відповідно на кут 180 або 120°.

Для виготовлення шпонок всіх видів використовують спеціальний точний прокат для шпонок із сталей за ГОСТ 380-88 та ГОСТ 1050-88 з границею міцності не менше ніж 500 МПа.

Розрахунок ненапружених шпонкових з'єднань

Оскільки шпонкові з'єднання стандартизовані і їхні розміри вибирають залежно від діаметра вала за відповідними стандартами, розрахунок шпонкових з'єднань у більшості випадків виконують як перевірний.

Розрахунок з'єднання призматичною шпонкою. В з'єднанні (рис. 12.7,a) обертовий момент Τ передається від вала до маточини деталі, розміщеної на ньому, за допомогою взаємодії бічних вузьких граней шпонки з бічними стінками пазів на валу та в маточині. Навантажені поверхні зминаються і при незначних мікропереміщеннях спрацьовуються.

Основним розрахунком з'єднання призматичною шпонкою є розрахунок за умови обмеження напружень зминання                                                                 σЗМ = F/A ЗМ ≤ [σ]ЗМ,

де F – сила, що діє на навантажені поверхні, А ЗМ – площа поверхні зминання.

Рис. 12.7. До розрахунку з'єднань призматичною та сегментною шпонками.

Для даного з'єднання маємо наближено                              F = 2T/d,

а площа поверхні зминання                                                    А ЗМ = (h–t1)l0,

де l0 – робоча довжина призматичної шпонки.

Таким чином, умову міцності шпонкового з'єднання записують у вигляді

σЗМ = 2T/[dl0 (h – t1)] ≤ [σ]ЗМ.                       (1)

У формулі (1) закладена площа навантаженого контакту шпонки з бічною стінкою паза в маточині. Під дією зминання знаходиться також поверхня навантаженого контакту шпонки з бічною стінкою паза на валу. Оскільки в стандартному шпонковому з'єднанні площа цієї поверхні більша, розрахунок слід виконувати саме по обмеженню напружень зминання на поверхні контакту шпонки із бічною стінкою паза в маточині. На користь цього обгрунтування може бути і той факт, що розміщена на ваду деталь може бути виготовлена з матеріалу, який чинить менший опір зминанню, ніж сталеві вал та шпонка. Коли умова міцності (1) шпонкового з'єднання не виконується, треба збільшити довжину шпонки l0, якщо дозволяє довжина маточини, або передбачити в з'єднанні дві шпонки, взаємно зміщені на 180° (останнє застосовують рідко).

Інколи виконують проектний розрахунок з'єднання призматичною шпонкою. Тоді визначають потрібну робочу довжину шпонки, виходячи із умови (1):

l0 ≥ 2T/[d(h–t1) [σ]ЗМ].                             (2)

За значенням l0 знаходять повну довжину шпонки l = l0 + b, яку приводять у відповідність із стандартним рядом довжин.

Призматична шпонка в навантаженому з'єднанні знаходиться також під дією деформації зрізу. Але умова міцності на зріз врахована при стандартизації розмірів призматичних та сегментних шпонок. Тому при проектуванні шпонкових з'єднань перевірка міцності на зріз не обов'язкова.

Допустимі напруження [σ] для ненапружених шпонкових з'єднань залежать від режиму навантаження з'єднання, міцності матеріалу вала та втулки, виду посадки на вал.

Для нерухомих з'єднань беруть:

Менші з наведених значень [σ] беруть для різко змінних навантажень шпонкового з'єднання.

Для рухомих з'єднань з напрямними призматичними шпонками допустиме напруження значно знижують із метою запобігання задирів та обмеження спрацьовування. В цьому разі беруть [σ] = (20...30) МПа.

Розрахунок з'єднання сегментною шпонкою (рис. 12.7,б) виконують так, як і розрахунок з'єднання призматичною шпонкою, бо умови роботи цих з'єднань аналогічні. Тому умову міцності на зминання для з'єднання сегментною шпонкою згідно з виразом (1) та позначеннями на рис. 12.7,б, записують у вигляді

σзм = 2T/[dl (h – t1)] ≤ [σ].         (3)

При невиконанні умови (3) у з'єднанні зі значною довжиною маточини можна поставити в ряд по осі вала дві сегментні шпонки. Допустимі напруження тут беруть такі самі, як і для з'єднань призматичними шпонками.

Розрахунок напружених шпонкових з'єднань

Розрахунок з'єднання клиновою  врізною шпонкою. В ненавантаженому  обертовим моментом з'єднанні на робочих гранях шпонки мають місце напруження зминання σ, які є результатом запресовування шпонки (рис.12.8,а).

Ці напруження розподіляються рівномірно на робочих гранях шпонки. Після навантаження з'єднання обертовим моментом Τ (рис. 12.8,б) епюра рівномірних напружень зминання перетворюється в трапецоїдну і далі – у трикутну, що відповідає початку розкриття стику з правого боку шпонки. Це відбувається тому, що обертовий момент Τ намагається повернути вал щодо маточини.

У крайньому стані з'єднання максимальне напруження зминання досягає σ, а рівнодійна всіх напружень зминання F = 0,5σзмbl (l –активна довжина шпонкового з'єднання) зміщена від центральної осі на b/6 (лінія дії сили F проходить через центр ваги трикутної епюри).

Обертовий момент Т, прикладений до вала, зрівноважується дією сили F, прикладеної до вала з боку шпонки, і дією такої ж сили зі сторони маточини, а також дією сил тертя Fs з боку шпонки та маточини. Отже, умову рівноваги вала запишемо у вигляді

Т = Fb/6 + Fsd/2 + Fsc.              (4)

Враховуючи те, що Fs = Fƒ   і    с ≈ d/2,   запишемо (4) так:

T = F (b/6 + ƒd)                         (5)

Якщо виразити силу F через максимальне напруження зминання σзм, то з рівності (5) дістанемо:

Τ == 0,5σ3Mbl (b/6 + ƒd);

   σ3M = 12T/ [bl (b + 6ƒd)].                (6)

Розрахунок на міцність з'єднання клиновою врізною шпонкою – це перевірка умови  σ ≤ [σ]ЗМ, де σ визначають за формулою (6), а допустиме напруження зминання [σ] = (80... 100) МПа.

Розрахунок клиновою шпонкою на лисці виконують за тими самими залежностями, що й розрахунок клиновою врізною шпонкою.

Розрахунок з'єднання фрикційною шпонкою. В розрахунку міцності з'єднання припускають, що в навантаженому з'єднанні напруження зминання залишаються рівномірно розподіленими на робочих гранях шпонки, тобто такими самими, якими вони були після запресовування шпонки (рис. 12.9).

Тому обертовий момент Т, що навантажує з'єднання, зрівноважується тільки моментом від сил тертя, які виникають між валом та маточиною, а також між валом та шпонкою. Для позначень на рис. 12.9 запишемо

T = Fs·d = F·ƒ·d = σl·ƒ·d,

де l – довжина робочої грані шпонки, на якій вона контактує з маточиною.

Записана вище рівність дає змогу дістати умову міцності з'єднання фрикційною шпонкою:

[σ] = T/(b·l·ƒ·d) ≤ [σ]        (7)

де допустиме напруження рекомендується брати [σ] = (70. ..80) МПа.

Розрахунок з'єднання циліндричною шпонкою. З'єднання циліндричною шпонкою (рис. 12.6) розраховують також за умови обмеження напружень зминання в навантаженому контакті шпонки з валом і маточиною. Для позначень на рис. 12.6 умова міцності з'єднання може бути такою:

σ = 4T/(d·dш·l) ≤ [σ].              (8)

Тут допустиме напруження можна взяти [σ] = (100...120) МПа.

 




Комментарий:

ШПОНКОВІ З'ЄДНАННЯ


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы