Презентация на тему: Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и

Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и
Спасибо за внимание
1/123
Средняя оценка: 4.3/5 (всего оценок: 36)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1289 Кб)
1

Первый слайд презентации

Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и профильные соединения. Соединения с натягом.

Изображение слайда
2

Слайд 2

- штифтовые соединения

Изображение слайда
3

Слайд 3

По назначению штифты разделяют на силовые и установочные. В качестве силовых используют конические и фасонные штифты.

Изображение слайда
4

Слайд 4

Конструкции штифтов

Изображение слайда
5

Слайд 5

Известны цилиндрические (а,б), конические (в, г, д), цилиндрические пружинные разрезные (е), просечённые цилиндрические, конические и др. (ж, з, и, к), простые, забиваемые в отверстия (б, в), выбиваемые из сквозных отверстий с другой стороны (гладкие, с насечками и канавками, пружинные, вальцованные из ленты, снабжённые резьбой для закрепления или извлечения (д) и т.д. Применяются специальные срезаемые штифты, служащие предохранителями.

Изображение слайда
6

Слайд 6

Достоинства штифтовых соединений: - простота конструкции; - простота монтажа-демонтажа; - точное центрирование деталей благодаря посадке с натягом; работа в роли предохранителя, особенно при креплении колёс к валу. Недостатком штифтовых соединений является ослабление соединяемых деталей отверстием.

Изображение слайда
7

Слайд 7

При больших нагрузках ставят два или три штифта (под углом 90 или 120°). При передаче знакопеременной нагрузки эти штифты следует устанавливать так, чтобы исключить их выпадение. Материал штифтов — сталь Ст5, Ст6, 40, 35Х и др. Гладкие штифты выполняют из стали 45 и А12, штифты с канавками и пружинные – из пружинной стали. При закреплении колёс на валу штифты передают как вращающий момент, так и осевое усилие.

Изображение слайда
8

Слайд 8

Соединение цилиндрическим штифтом

Изображение слайда
9

Слайд 9

Подобно заклёпкам штифты работают на срез и смятие. Соответствующие расчёты выполняют обычно как проверочные Штифты с канавками рассчитывают также, как гладкие, но допускаемые напряжения материала занижают на 50%.

Изображение слайда
10

Слайд 10

Шпоночные соединения

Изображение слайда
11

Слайд 11

Шпоночные соединения служат для закрепления на валу (или оси) вращающихся деталей (зубчатых колес, шкивов, муфт и т. п.), а также для передачи вращающего момента от вала 1 к ступице детали 2 или, наоборот, от ступицы к валу

Изображение слайда
12

Слайд 12

1 — вал; 2 — ступица; 3 — шпонка

Изображение слайда
13

Слайд 13

Шпоночное соединение образуют вал, шпонка и ступица колеса (шкива, звездочки и др.). Шпонка представляет собой стальной брус, устанавливаемый в пазы вала и ступицы. Она служит для передачи вращающего момента между валом и ступицей. Основные типы шпонок стандартизованы. Шпоночные пазы на валах получают фрезерованием дисковым или концевыми фрезами, в ступицах протягиванием.

Изображение слайда
14

Слайд 14

Для призматических шпонок пазы выполняют,

Изображение слайда
15

Слайд 15

Достоинства шпоночных соединений. - простота конструкции, дешевизна и сравнительная легкость монтажа и демонтажа, вследствие чего их широко применяют во всех отраслях машиностроения.

Изображение слайда
16

Слайд 16

Недостатки шпоночных соединений. шпоночные пазы ослабляют вал и ступицу насаживаемой на вал детали (из-за этого приходится увеличивать толщину ступицы и диаметр вала). Ослабление вала обусловлено не только уменьшением его сечения, но главное, значительной концентрацией напряжений изгиба и кручения, вызываемой шпоночным пазом. - шпоночные соединения нарушают центрирование колеса на валу (для этого приходится применять две противоположные шпонки;

Изображение слайда
17

Слайд 17

шпоночное соединение трудоемко в изготовлении: при изготовлении паза концевой фрезой требуется ручная пригонка шпонки по пазу; при изготовлении паза дисковой фрезой крепление шпонки в пазу винтами (от возможных осевых смещений); - трудность обеспечения их взаимозаменяемости (необходимость ручной подгонки шпонок), что ограничивает их применение в крупносерийном и массовом производстве.

Изображение слайда
18

Слайд 18

По конструкции шпонки подразделяют на:

Изображение слайда
19

Слайд 19

- призматические со скругленными исполнение 1 (а, в,) и плоскими торцами исполнение 2 (б, г); с одним плоским, а другим скругленным торцом исполнение 3. Эти шпонки не имеют уклона и их закладывают в паз, выполненный на валу (в, г — шпонки имеют отверстия для их закрепления). Шпонки исполнения 1 рекомендуются для более точных соединений. д — сегментная шпонка; е, ж, з — клиновые шпонки

Изображение слайда
20

Слайд 20

Изображение слайда
21

Слайд 21

Изображение слайда
22

Слайд 22

Изображение слайда
23

Слайд 23

Призматические направляющие шпонки с креплением на валу применяют в подвижных соединениях для перемещения ступицы вдоль вала. Рабочими являются боковые, более узкие грани шпонок высотой h. Размеры сечения шпонки и глубины пазов принимают в зависимости от диаметра d вала.

Изображение слайда
24

Слайд 24

Изображение слайда
25

Слайд 25

Шпонку запрессовывают в паз вала. Шпонку с плоскими торцами кроме того помещают вблизи деталей (концевых шайб, колец и др.), препятствующих ее возможному осевому перемещению.

Изображение слайда
26

Слайд 26

Соединение сегментной шпонкой

Изображение слайда
27

Слайд 27

Соединение клиновой шпонкой (напряженные соединения)

Изображение слайда
28

Слайд 28

Соединение тангенциальными шпонками

Изображение слайда
29

Слайд 29

а) – фрикционная шпонка; б) – шпонка на лыске

Изображение слайда
30

Слайд 30

Материал шпонок. Шпонки призматические, сегментные, клиновые стандартизованы. Стандартные шпонки изготовляют из специального сортамента среднеуглеродистой чистотянутой стали с Н/мм 2 чаще всего из сталей 45, Ст6. Для изготовления специальных шпонок применяют легированные стали.

Изображение слайда
31

Слайд 31

Допускаемые напряжения смятия для шпоночных соединений: - при стальной ступице - при чугунной = 130...200 Н/мм 2 = 80... 110 Н/мм 2 Большее значение принимают при постоянной нагрузке, меньшее при переменной и работе с ударами При реверсивной нагрузке снижают в 1,5 раза

Изображение слайда
32

Слайд 32

Допускаемое напряжение на срез шпонок = 70... 100 Н/мм 2 Большее значение принимают при постоянной нагрузке.

Изображение слайда
33

Слайд 33

Все основные виды шпоночных соединений можно разделить на две группы: ненапряженные и напряженные. К ненапряженным относят соединения с призматическими, сегментными и круглыми шпонками. Шпоночные пазы на всех валах выполняют дисковыми или торцовыми фрезами. В этих случаях при сборке соединений в деталях не возникает предварительных напряжений для обеспечения центрирования и исключения контактной коррозии ступицы устанавливают на валы с натягом. В ступицах деталей шпоночные пазы можно получить как на фрезерных, так и на долбежных станках. Размеры пазов определяют расчетным путем с учетом требований стандарта.

Изображение слайда
34

Слайд 34

Для призматических шпонок пазы выполняют,

Изображение слайда
35

Слайд 35

Изображение слайда
36

Слайд 36

Соединения, в которых применяют клиновые шпонки, относят к напряженным соединениям. В напряженных соединениях клином, вводимым между валом и ступицей, создаются значительные нормальные силы. Эти силы обеспечивают достаточное трение для передачи вращающего момента.

Изображение слайда
37

Слайд 37

для клиновых — паз на втулке обрабатывают с уклоном, равным углу наклона шпонки

Изображение слайда
38

Слайд 38

Изображение слайда
39

Слайд 39

Для сегментных шпонок пазы выполняют дисковыми фрезами

Изображение слайда
40

Слайд 40

Изображение слайда
41

Слайд 41

для цилиндрических — получают сверлением

Изображение слайда
42

Слайд 42

Изображение слайда
43

Слайд 43

Расчет на прочность соединений с призматическими шпонками Основным критерием работоспособности шпоночных соединений является прочность. Шпонки выбирают по таблицам ГОСТов в зависимости от диаметра вала, а затем соединения проверяют на прочность. Размеры шпонок и пазов подобраны так, что прочность их на срез и изгиб обеспечивается, если выполняется условие прочности на смятие, поэтому основной расчет шпоночных соединений расчет на смятие. Проверку шпонок на срез в большинстве случаев не проводят. При расчете многошпоночного соединения допускают, что нагрузка распределяется равномерно между всеми шпонками.

Изображение слайда
44

Слайд 44

Рекомендуемая последовательность проектировочного расчета. В зависимости от диаметра вала d по табл. 6 выбирают размеры шпонки b х h, а ее длину принимают на 5-10 мм меньше длины ступицы, округляя до ближайшего большего значения по стандарту (некоторые стандартные значения l приведены в табл. 6). После подбора шпонки соединение проверяют на смятие.

Изображение слайда
45

Слайд 45

Напряжения смятия определяют в предположении их равномерного распределения по поверхности контакта: где Ft=2T/d — сила, передаваемая шпонкой; Асм — площадь смятия

Изображение слайда
46

Слайд 46

Следовательно, где Т — передаваемый момент, Нмм; d — диаметр вала, мм; (h – t1) — рабочая глубина паза, мм (см. табл.); lр — рабочая длина шпонки, мм (для шпонок с плоским торцом lр =l, со скругленными торцами lp = l-b; - допускаемое напряжение для чугунных ступиц для стальных МПа МПа

Изображение слайда
47

Слайд 47

Расчетную длину шпонки округляют до ближайшего большего размера (см. табл.). Длину ступицы lст принимают на 8... 10 мм больше длины шпонки. Если длина ступицы больше величины 1,5d, то шпоночное соединение целесообразно заменить на шлицевое или соединение с натягом.

Изображение слайда
48

Слайд 48

В тех случаях, когда длина шпонки получается значительно больше длины ступицы детали, устанавливают две или три шпонки под углом 180 или 120°. При расчете многошпоночного соединения допускают, что нагрузка между всеми шпонками распределяется равномерно.

Изображение слайда
49

Слайд 49

На смятие рассчитывают выступающую из вала часть шпонки

Изображение слайда
50

Слайд 50

Размеры (мм) призматических шпонок

Изображение слайда
51

Слайд 51

Диаметр вала d Размеры сечений шпонок Глубина паза Радиус закругления пазов R Предельные размеры длин шпонок l b h вала t 1 втулки t 2 min max min max свыше 12 до 17 5 5 3 2,3 0,16 0,25 10 56 » 17 » 22 6 6 3,5 2,8 14 70 » 22 » 30 8 7 4 3,3 18 90 » 30 » 38 10 8 5 0,25 0,4 22 110 » 38 » 44 12 8 28 140 » 44 » 50 14 9 5,5 3,8 0,25 0,4 36 160 » 50 » 58 16 10 6 4,3 45 180 » 58 » 65 18 11 7 4,4 50 200 » 65 » 75 20 12 7,5 4,9 0,4 0,6 56 220 » 75 » 85 22 14 9 5,4 63 250 » 85 » 95 25 14 70 280 » 95 » 110 28 16 10 6,4 0,4 0,6 80 320 Примечание. Длины шпонок выбирают из ряда: 10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 25; 28; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160;180; 200.

Изображение слайда
52

Слайд 52

Для ответственных соединений призматическую шпонку проверяют на срез — расчетное напряжение на срез, МПа b — ширина шпонки, мм; lр — рабочая длина шпонки, мм; — допускаемое напряжение на срез для сталей с > 500 МПа для неравномерной (нижний предел) и спокойной нагрузок (верхний предел) принимают МПа

Изображение слайда
53

Слайд 53

Крутящий момент T увеличивается с увеличением диаметра зубчатого колеса D. Напряжения сдвига и смятия находятся в обратной пропорции к диаметру вала d, ширине шпонки w, длине шпонки L и высоте шпонки h. Безопасными значениями напряжений сдвига и смятия для шпонки считаются 14% от значения предела прочности при растяжении.

Изображение слайда
54

Слайд 54

Расчет на прочность соединений с сегментными шпонками Соединения сегментными шпонками проверяют на смятие: Где lp=l – рабочая длина шпонки; (h –t 1 ) – рабочая глубина в ступице.

Изображение слайда
55

Слайд 55

Сегментная шпонка узкая, поэтому в отличие от призматической ее проверяют на срез. Условие прочности на срез — расчетное напряжение на срез, МПа b — ширина шпонки, мм; lр — рабочая длина шпонки, мм; — допускаемое напряжение на срез для сталей с > 500 МПа для неравномерной (нижний предел) и спокойной нагрузок (верхний предел) принимают МПа

Изображение слайда
56

Слайд 56

Изображение слайда
57

Слайд 57

Шлицевые (зубчатые) соединения

Изображение слайда
58

Слайд 58

Шлицевые соединения можно рассматривать как многошпоночные, в которых шпонки как бы изготовлены заодно с валом. Рабочими поверхностями являются боковые стороны зубьев. В последние годы, в связи с общим повышением напряжений в деталях машин, шлицевые соединения получили самое широкое распространение взамен шпонок. Этому способствует оснащение промышленности специальным оборудованием - шлицефрезерными и протяжными станками. Некоторые авторы называют их зубчатыми соединениями.

Изображение слайда
59

Слайд 59

Шлицевые соединения образуются выступами - зубьями на валу, ходящими во впадины соответствующей формы в ступице. Вал и отверстие в ступице обрабатывают так, чтобы боковые поверхности зубьев или участки цилиндрических поверхностей (по внутреннему или наружному диаметру зубьев) плотно прилегали друг к другу.

Изображение слайда
60

Слайд 60

Соответственно различают шлицевые соединения с центрированием по боковым поверхностям зубьев, по внутреннему или наружному диаметру. Центрирование по диаметрам обеспечивает более высокую соосность вала и ступицы, а центрирование по боковым граням обеспечивает более равномерное распределение нагрузки по зубьям. По характеру соединения различают: неподвижные – для закрепления детали на валу; подвижные - допускающие перемещение детали вдоль вала (например, блока шестерен коробки передач станка).

Изображение слайда
61

Слайд 61

В зависимости от профиля зубьев различают три основных типа соединений

Изображение слайда
62

Слайд 62

с прямобочными зубьями число зубьев Z = 6, 8, 10, 12;

Изображение слайда
63

Слайд 63

с эвольвентными зубьями число зубьев Z = 12, 16 и более;

Изображение слайда
64

Слайд 64

с треугольными зубьями число зубьев Z = 24, 36 и более.

Изображение слайда
65

Слайд 65

Изображение слайда
66

Слайд 66

Зубья на валу фрезеруют, а в ступице — протягивают на специальных станках. Число зубьев для прямобочных и эвольвентных соединений 4—20; для треугольных — до 70.

Изображение слайда
67

Слайд 67

Наибольшее распространение в машиностроении имеют прямобочные зубчатые соединения. Их применяют в неподвижных и подвижных соединениях. Стандартом предусмотрены три серии прямобочных зубчатых соединений — легкая, средняя и тяжелая, отличающиеся одна от другой высотой и числом зубьев (чаще применяют соединения с шестью—десятью зубьями).

Изображение слайда
68

Слайд 68

Прямобочные шлицевые соединения различают также по способу центрирования:

Изображение слайда
69

Слайд 69

- по наружному диаметру D (наиболее точный способ центрирования). Центрирование по наружному диаметру наиболее технологично и рекомендуется при твердости внутренней поверхности ступицы НВ 350. Калибровку центрирующих поверхностей ступицы выполняют протягиванием, а калибровку вала – шлифованием. Этот способ применяется при изготовлении неподвижных соединений в серийном и массовом производствах. Соединение, во избежание термических короблений, требует чистовой протяжки ступицы после термообработки, поэтому твердость ступицы не может быть выше HRC=30.

Изображение слайда
70

Слайд 70

- по внутреннему диаметру d (при закаленной ступице). Центрирование по внутреннему диаметру рекомендуется при высокой твердости материала ступицы, когда калибровка отверстия протяжкой невозможна. В этом случае центрирующие поверхности ступицы и вала доводят шлифованием. Применяется в индивидуальном и мелкосерийном производствах. Соединение требует шлифовки вала по посадочному диаметру на специальных станках, зато ступица может быть твердой, так как посадочный диаметр шлифуется на обычных внутришлифовальных станках.

Изображение слайда
71

Слайд 71

- по боковым граням (при реверсивной работе соединения и отсутствии жестких требований к точности центрирования). Центрирование по боковым поверхностям обеспечивает более равномерное распределение нагрузки по зубьям. Рекомендуется для передачи больших переменных ударных нагрузок при пониженной точности центрирования. Соединение допускает твердые шлицы на валу и на ступице, однако для обеспечения сборки, считаясь с возможных короблением шлицов при закалке, зазоры в соединении должны быть увеличенными.

Изображение слайда
72

Слайд 72

Зазор в контакте поверхностей: центрирующих практически отсутствует, нецентрирующих значительный.

Изображение слайда
73

Слайд 73

Условные обозначения прямобочного шлицевого соединения составляют из обозначения поверхности центрирования D, d или b, числа зубьев z, номинальных размеров d x D (а также обозначения полей допусков по центрирующему диаметру и по боковым сторонам зубьев). Например, D 8 x 36 H7/g6 x 40 означает восьмишлицевое соединение с центрированием по наружному диаметру с размерами d = 36 и D = 40 мм и посадкой по центрирующему диаметру H7/g6.

Изображение слайда
74

Слайд 74

По ГОСТ 1139-80 предусматривается три серии соединений с прямобочным профилем зубьев: легкую, среднюю и тяжелую, которые отличаются высотой и числом зубьев z. Легкая серия рекомендуется для неподвижных соединений, средняя – для подвижных, при перемещении ступицы не под нагрузкой. Тяжелая серия имеет более высокие зубья с большим числом. Рекомендуется для передачи больших вращающих моментов, а также для подвижных соединений при перемещении ступицы под нагрузкой.

Изображение слайда
75

Слайд 75

Соединения с эвольвентным профилем зубьев тоже стандартизованы и используются так же, как и прямобочные, в подвижных и неподвижных соединениях. Угол зацепления = 30°. Ножка зуба усилена. Сединения выполняются по ГОСТ 6033-80 с центрированием по боковым поверхностям зубьев, реже по наружному диаметру. По сравнению с прямобочными зубьями имеют повышенную прочность, лучше центрируют вал в ступице, позволяют применять типовые процессы зубонарезания. Эвольвентные шлицы создают меньшую концентрацию напряжений у основания шлица, поэтому в настоящее время получают преимущественное распространение. Рекомендуется для передачи больших вращающих моментов при повышенной точности центрирования.

Изображение слайда
76

Слайд 76

Соединения с треугольным профилем зубьев не стандартизованы, их применяют главным образом как неподвижные соединения. Имеют большое число мелких зубьев, поэтому мало ослабляют вал. Выполняются с центрированием по боковым поверхностям, не стандартизованы. Рекомендуются для тонкостенных ступиц, пустотелых валов, а также для передачи небольших вращающих моментов.

Изображение слайда
77

Слайд 77

Зубчатые соединения изготовляют из сталей с временным сопротивлением = 500 МПа.

Изображение слайда
78

Слайд 78

По сравнению со шпоночными зубчатые соединения обладают рядом преимуществ:

Изображение слайда
79

Слайд 79

1) при одинаковых габаритах опускают передачу больших вращающих моментов за счет большей поверхности контакта; 2) обеспечивают большую усталостную и прочность вала из-за отсутствия шпоночных канавок; 3) обеспечивают лучшее центрирование соединяемых деталей и более точное направление при осевом перемещении. Эти преимущества обусловили его широкое применение в высоконагруженных машинах (станкостроении, авиастроении, автотранспортной промышленности и т.д);

Изображение слайда
80

Слайд 80

4) усиливают сечение вала за счёт большего момента инерции ребристого сечения по сравнению с круглым. Зубчатый вал можно рассчитывать на прочность так же, как гладкий, диаметр которого равен внутреннему диаметру зубчатого вала. 5) уменьшается число деталей соединения. Зубчатое соединение образуют две детали, шпоночное – три, четыре. 6) обеспечивается высокая надежность при динамических и реверсивных нагрузках, вследствие равномерного распределения нагрузки по зубьям. 7) уменьшается длина ступицы.

Изображение слайда
81

Слайд 81

Недостатки зубчатых соединений: - требуют специального оборудования для изготовления отверстий, более сложная технология изготовления, а следовательно, и более высокая стоимость.

Изображение слайда
82

Слайд 82

Рекомендации по конструированию шлицевых соединений 1. Для подвижных соединений рекомендуют рабочую длину ступицы принимать не менее диаметра вала, т.е. lp<d. При коротких ступицах (lp<d) возможно защемление от перекоса при перемещении вдоль вала. 2. В длинных ступицах (lp>1,5d) необходима расточка отверстия выхода стружки при протягивании

Изображение слайда
83

Слайд 83

3. Для облегчения входа протяжки и сборки соединения в отверстии предусматривают заводные фаски 4. В соединениях, воспринимающих радиальные нагрузки (зубчатые и червячные колеса, звездочки, шкивы), зубья шлицевого соединения желательно располагать симметрично относительно венцов. 5. Для уменьшения изнашивания следует уменьшать зазоры в соединении, повышать точность изготовления и твердость рабочих поверхностей.

Изображение слайда
84

Слайд 84

Изображение слайда
85

Слайд 85

Основными критериями работоспособности шлицов являются: сопротивление боковых поверхностей смятию (расчёт аналогичен шпонкам); - сопротивление износу при фреттинг-коррозии (малые взаимные вибрационные перемещения).

Изображение слайда
86

Слайд 86

Расчет на прочность прямобочных шлицевых (зубчатых) соединений Проверочный расчет на прочность прямобочных зубчатых соединений аналогичен расчету призматических шпонок.

Изображение слайда
87

Слайд 87

- клеммовые соединения

Изображение слайда
88

Слайд 88

Клеммовое соединение (от нем. Klemme — зажим), фрикционно-винтовое соединение, служит для закрепления на валах или осях с помощью винтов различных деталей (рычагов, установочных колец, шкивов и др.) имеющих разъем или прорезь. Соединение обеспечивается силами трения, действующими между поверхностями вала и отверстия детали. В отличие от шпоночного соединения и зубчатого соединения, К. с. позволяет закреплять деталь на валу под любым углом и в любом месте по его длине, а также облегчает сборку.

Изображение слайда
89

Слайд 89

Соединения применяются для передачи крутящего момента или осевой силы на вал или на ось со стороны ступицы или наоборот. Соединение обеспечивается силами трения, действующими между поверхностями вала и отверстия детали.

Изображение слайда
90

Слайд 90

Достоинства -относительная простота конструкции, -простота сборки или монтажа, -возможность передачи большого крутящего момента или осевой силы. В отличие от шпоночного и зубчатого соединений, может служить также для крепления частей механизма под произвольным углом, а не только соосно, а также крепить деталь к валу в произвольном месте его длины. Недостатки -затруднена точная установка ступицы относительно вала. -предельная осевая сила и крутящий момент ограничены силами трения сцепления.

Изображение слайда
91

Слайд 91

Условно разъёмные соединения - соединения с натягом Соединение с натягом — технологическая операция получения условно разъёмного соединения, которое получается при вставлении одной детали (или части её) в отверстие другой детали при посадке с натягом.

Изображение слайда
92

Слайд 92

Обычно соединяют детали с цилиндрическими или коническими поверхностями, также эти поверхности могут быть эллиптическими, призматическими и пр. Для получения неподвижного соединения необходим натяг (положительная разность диаметров вала и отверстия). После сборки вал и отверстие благодаря упругим и пластическим деформациям принимают один размер.

Изображение слайда
93

Слайд 93

Характерными примерами деталей, соединенных посадками с натягом, являются: венцы зубчатых и червячных колес др.

Изображение слайда
94

Слайд 94

Изображение слайда
95

Слайд 95

Сборка соединения с натягом производится запрессовкой или температурным деформированием.

Изображение слайда
96

Слайд 96

Изображение слайда
97

Слайд 97

Сборка запрессовкой В зависимости от относительной величины натяга, пластичности материалов, качества поверхности запрессовка производится с различными усилиями и на различном оборудовании.

Изображение слайда
98

Слайд 98

Сборка температурным деформированием Позволяет произвести сборку наименьшими усилиями (свободное соединение) и минимальными повреждениями. Это достигается нагревом отверстия (но ниже температуры структурных изменений) или охлаждением вала (сухой лёд −79 °C, жидкий азот −198,6 °C), либо использованием обоих методов одновременно. При сильном нагреве охватывающей детали при сборке может возникнуть «спекание», при котором соединение окажется неразборным.

Изображение слайда
99

Слайд 99

Разборка соединения производится в обратной последовательности в направлении рассоединения деталей распрессовкой или температурным деформированием.

Изображение слайда
100

Слайд 100

При расспресовке можно применить гидростатическую расспресовку как дополнительное средство для более лёгкого снятия детали. Для этого необходимо подать гидравлическое масло под давлением по каналу (предусмотренному конструкцией вала или ступицей) под место соединения. Под действием гидравлических сил масло раздвигает соединение, образуя зазор, и одновременно вымывает и смазывает его, что позволяет выпрессовывать с меньшими усилиями и с меньшими повреждениями.

Изображение слайда
101

Слайд 101

Классификация соединений с натягом Цилиндрические соединения по способу сборки разделяются 1) на соединения, собираемые запрессовкой;

Изображение слайда
102

Слайд 102

2) на соединения, собираемые с предварительным нагревом охватывающей или с охлаждением охватываемой детали. Прочность соединения деталей, собираемых с нагревом или охлаждением, выше прочности соединений запрессовкой (примерно в 2,5 раза). Для сталей допускаемая температура нагрева [t]=230…240°С, для бронз [t]= 150…200°С. В зависимости от требуемой температуры охватывающую деталь нагревают в воде (до 100°С), в масле (до 130°С), в электрической или газовой печи. Охватываемую деталь охлаждают сухим льдом (температура испарения — 80 °С) или жидким азотом (температура испарения — 200 °С).

Изображение слайда
103

Слайд 103

3) на соединения, собираемые с предварительным нагревом охватывающей и с охлаждением охватываемой детали.

Изображение слайда
104

Слайд 104

Достоинства соединений с натягом 1) Простота конструкции и хорошее базирование соединяемых деталей. 2) Большая нагрузочная способность. Недостатки соединений с натягом 1) Сложность сборки и особенно разборки. 2) Рассеивание прочности соединения в связи с колебаниями действительных посадочных размеров в пределах допусков.

Изображение слайда
105

Слайд 105

Расчет на прочность соединений с натягом Прочность соединения обеспечивается натягом, который образуется в выбранной посадке. Значение натяга определяется потребным контактным давлением р m на посадочной поверхности соединяемых деталей. Это давление должно быть таким, чтобы силы трения, возникающие на посадочной поверхности соединения, оказались больше внешних сдвигающих сил.

Изображение слайда
106

Слайд 106

Критерием работоспособности соединений с натягом является контактная прочность. Контактные давления в направлении длины деталей изменяются по закону кривой. Концентрация давлений у краев отверстия вызвана вытеснением сжатого материала от середины в обе стороны. У торцов они больше средних давлений в 2…3,5 раза. Расчет на прочность деталей соединения основан на предположении, что контактные давления распределяются равномерно по поверхности контакта. Опасным элементом соединения, как правило, является охватывающая деталь.

Изображение слайда
107

Слайд 107

распределение сил и напряжений в соединениях с натягом

Изображение слайда
108

Слайд 108

Взаимная неподвижность деталей соединения с натягом обеспечивается соблюдением условия: p m >[p v ]max где [p m ]max= - максимальное контактное давление, допускаемое прочностью охватывающей детали, -предел текучести материала охватывающей детали.

Изображение слайда
109

Слайд 109

При нагружении соединения осевой силой F где р m — среднее контактное давление К = 2…4,5 — коэффициент запаса сцепления для предупреждения контактной коррозии (изнашивания посадочных поверхностей вследствие их микроскольжения при действии переменных нагрузок, особенно в период пуска и остановки), d, l — диаметр и длина посадочной поверхности, f—коэффициент сцепления (трения).

Изображение слайда
110

Слайд 110

При нагружении соединения вращающим моментом Т

Изображение слайда
111

Слайд 111

При сборке соединения микронеровности посадочных поверхностей частично срезаются и сглаживаются Образование посадки с натягом

Изображение слайда
112

Слайд 112

Для компенсации этого в расчет вводят по правку u. Если соединение с натягом подвержено нагреву в процессе работы и собрано из деталей разных материалов (например, соединение бронзового зубчатого венца червячного колеса с чугунным или стальным центром), то вследствие температурных деформаций деталей происходит ослабление натяга соединения. Для компенсации этого в расчет вводят поправку на температурную деформацию

Изображение слайда
113

Слайд 113

Максимальный допустимый натяг соединения, гарантирующий прочность охватывающей детали: Минимальный допустимый натяг соединения, гарантирующий прочность охватывающей детали:

Изображение слайда
114

Слайд 114

По значению минимального и максимального натягов подбирают стандартную посадку. Для облегчения установки под прессом и во избежание образования заусенцев, соединяемые детали должны иметь приемные фаски

Изображение слайда
115

Слайд 115

При наличии свободного места на валу рекомендуется выполнять центрирующий участок со свободной посадкой

Изображение слайда
116

Слайд 116

Для повышения усталостной прочности вала под ступицей обычно номинальный посадочный диаметр увеличивают с применением плавных переходов – галтелей (а). Для той же цели могут быть применены разгрузочные канавки на валах у ступиц (б) или на торцах ступиц (в), укорочение посадочной части вала (а).

Изображение слайда
117

Слайд 117

Расчёт соединения с натягом Температурное деформирование Для этого способа необходимо рассчитать разность температур вала и отверстия.

Изображение слайда
118

Слайд 118

При этом принимают N — натяг посадки; z 0 — минимальный зазор необходимый для свободного соединения деталей, при при при α — коэффициент линейного расширения d — номинальный диаметр. где

Изображение слайда
119

Слайд 119

Запрессовка Расчёт соединения с натягом втулки и вала. При этом втулка и вал (если в нём имеется отверстие) считается толстостенным цилиндром (то есть толщина стенки которых не более чем в пять раз меньше радиуса цилиндра).

Изображение слайда
120

Слайд 120

Исходя из сил, действующих на соединение, находим контактное давление — коэффициент запаса сцепления где F — осевая сила M — крутящий момент d — номинальный диаметр l — длина соединения f — коэффициент трения скольжения

Изображение слайда
121

Слайд 121

Далее находим расчётный натяг где E — модуль упругости μ — коэффициент Пуассона

Изображение слайда
122

Слайд 122

Так как имеются неровности профиля, которые деформируются и затрудняют продвижение запрессовки, полученное значение увеличиваем на величину поправки и получаем практический натяг где и — среднее арифметическое отклонение профиля микронеровностей посадочных поверхностей Если сборка производится температурным деформированием, то нет необходимости вводить поправку. С увеличением степени натяга, становится затруднительным разъём соединения

Изображение слайда
123

Последний слайд презентации: Лекция 5а Соединения типа вал – ступица. Шпоночные, шлицевые, штифтовые и: Спасибо за внимание

Изображение слайда