Реферат: Соединения деталей и узлов машин

где φ=(P-d)/P коэффициент прочности шва, величина которого обычно колеблется в пределах от 0,6 до 0,85; Р - шаг распо­ложения заклепок.

При проектном расчете значением φ за­даются, а потом производят проверочный расчет.

В групповых заклепочных соединениях, подверженных сложному напряженному состоянию, силы на одну заклепку опре­деляются, как в резьбовых соединениях.

5. Конические соединения

Конические соединения представляют собой разновидность фрик­ционных соединений, используемых для пе­редачи вращающего момента между дета­лями с соосными посадочными поверхностями. Обычно такие соединения применяют для закрепления деталей на кон­цах валов.

Натяг и контактные напряжения в конических соединениях (в отличие от цилин­дрических соединений) создаются затяж­кой.

Уравнение равновесия при равномерном распределении по длине контактных напря­жений q и касательных напряжений τ_f от трения (сцепления) имеет вид

где r₁ и r₂ - соответственно минималь­ный и максимальный радиусы конического участка вала в сопряжении.

Если учесть, что dz=dr·ctgα. то после интегрирования и несложных преобразо­ваний получим

где F ₀ - сила затяжки соединения; d_m и l - средний диаметр и длина соединения; α - угол наклона образующей конуса к оси вала; f - коэффициент трения пары вал - ступица.

Из соотношения видно, что с увеличением угла α (конусности) необ­ходимо увеличивать затяжку соединения для сохранения уровня контактных на­пряжений.

Обычно из технологических соображе­ний применяют небольшую конусность. По ГОСТ 21081-75 конусность

что соответствует α≈2°52' (d₁ и d₂ - минимальный и максимальный диаметры вала в соединении). При большей конусности на несущую способность соединений существенное влияние оказывают погрешности углов конуса вала и ступицы (втулки), т. е. в конических соединениях отношение f /tgα<1. При малом угле α можно при­нять, что диаметр вала d ≈d _m .

Вращающий момент, передаваемый сое­динением.

Откуда требуемая минимальная сила затяжки соединения

где k =1,3?1,5 - коэффициент запаса сцепления;. f _пр - приведенный коэффициент трения,

Из формулы следует, что на пере­даваемый вращающий момент влияют сила предварительной затяжки, средний диаметр и состояние поверхностей кон­такта.

Максимальная сила затяжки устанав­ливается из условий прочности (подобно максимальному расчетному натягу). Так как конусность невелика, то максималь­ная сила затяжки (tgα =0,5K= 0,05)

где D – наружный диаметр ступицы (втулки).

Затяжку соединений контролируют ди­намометрическим ключом или по осе­вому перемещению ступицы.

В процессе работы возможно ослабле­ние затяжки из-за обмятия поверхностей контакта (особенно в соединении со шпон­кой).