 |
Шпоночные соединения, конструкция, преимущества и недостатки.Расчёт на прочность шпоночных соединений с призматической, сегментной и круглой шпонками. Материалы шпонок и допускаемые соединения.
|
|
|
|
Расчет ПК на долговечность по усталостному выкрашиванию
Производится для ПК с частотой вращения n≥10об/мин.Если 1≤n≤10 об/мин, то он рассчитывается. Расчет ПК на усталостную долговечность базируется на уравнении кривой усталости NH 
=const.Экспериментально установлено:m=9=>шарикоподшипник,m=20/3=>роликоподшипник
Рассмотрим на примере радиального ПК с вращающимся внутр.кольцом и неподв.наружним
Поскольку нагружение внутр. Кольца переменное, то принято выражать через эквивалентные напряж. NH(b)sHЭm=NHOsH lim bmÞ NH(b)=107(sH lim b/sHЭ)m (1). Найдем NH(b) через долговечность в часах LH и частоту вращения n и n0 в об/мин. N(b)=(n-n0)zLh=60n(1-n0/n)zLh=60nChLh/ (2). Ch=(1-n0/n)z. Выразим sHЭ через максимально действовавш. sH 
Число циклов NH(b) найдем с учетом (1) и (3). 
Полный ресурс при 30 % вероятности безоткзаной работы
Решая уравнение (4), получаем зависимость 
Если ПК испытывает осевую Fa и радиальную нагрузку Fr нагрузки, то она заменяется приведенной динамической нагрузки P.Lh-доглговечность в часах.
При этом m=3-ШП,m=10/3-РП.
Р-такая условная радиальная нагрузка, при приложении которой к подшипнику с вращающимися внутренними кольцами неподвижным наружным кольцом, обеспечивается такая же долговечность,как и при действии нагржуения и вращения.
С-динамическая грузоподъемность. Это постоянная радиальная нагрузка при которой ПК с вращающимся внутр. Кольцом и неподвижным наружным может выдерживать 1 мин.об. без поялвения признаков усталости. Значение С опр-ся экспериментально-расчетным путем или справ.
Шпоночные соединения, конструкция, преимущества и недостатки.Расчёт на прочность шпоночных соединений с призматической, сегментной и круглой шпонками. Материалы шпонок и допускаемые соединения.
|
|
|
Шпоночные соединения предназначены для передачи вращающего момента от вала к ступице насаженной на него детали и наоборот. Соединения делятся на ненапряжённые с призматическими (а),сегментными (б), и цилиндрическими (в) шпонками и напряжённые – с клиновыми шпонками (г). В машиностроении, в том числе и авиастроении, основное применение имеют ненапряжённые шпоночные соединения для передачи малых и средних вращающих моментов. Рис 
Достоинства: простота конструкции, низкая стоимость изготовления, простота сборки и разработки.
Недостатки: ослабление сечений соединяемых деталей шпоночными пазами, вызывающими концентрацию напряжений; нарушение центрирования деталей в напряжённых соединениях с клиновыми шпонками.
Основными видами повреждений шпоночных соединений являются смятие рабочих поверхностей и срез сегментных шпонок.
Длинные призматические шпонки применяются в качестве направляющих, например в станках. У таких шпонок может наблюдаться изнашивание направляющих поверхностей.
Таким образом, основным критерием работоспособности шпоночных соединений является прочность.
Размеры призматических и сегментных шпонок установлены так, что определяющими их прочность являются напряжения смятия. Расчёт ведётся в предположении равномерного распределения давления по боковой поверхности контакта шпонки с валом и ступицей. По назначенным размерам расчёт проводится как проверочный по условию прочности:
, где 
-вращающий (крутящий) момент, -диаметр вала, 
-рабочая длина шпонки, 
-глубина врезания шпонки в ступицу, 
-допускаемые напряжения смятия. Допускаемые напряжения при расчётах на смятие определяются по зависимости 
, здесь 
-минимальное из трёх значений предела текучести для более слабого материала шпонки, вала или ступицы, 
-коэффициент запаса.
Расчёт соединения с круглой (цилиндрической) шпонкой ведётся также по напряжениям смятия по условию прочности:
|
|
|
.
При невыполнении условия прочности с одной шпонкой устанавливается несколько шпонок, при расчёте это учитывается подстановкой числа шпонок z в знаменатель дроби. Отсюда можно рассчитывать необходимое число шпонок.
56. Шлицевые (зубчатые) соединения. Шлицевые соединения образуются зубьями (выступами) на валу и шлицами (впадинами) в ступице детали. Такое соединение представляет собой многошпоночное соединение, у которого шпонки выполнены как одно целое с валом.Назначение шлицевых соединений – передача вращающего момента между валом и ступицей. Рис. 
Преимущства: имеют более высокую нагрузочную способность, обеспечивают лучшее центрирование деталей на валу, имеют более высокую прочность вала вследствие меньшей концентрации напряжений, детали обладют полной взаимозаменяемостью.
Недостатки: более высокая сложность и стоимость изготовления.
По форме зуба в поперечном сечении шлицы подразделяют на прямобочные, эвольвентные и треугольные. Размеры прямобочных и эвольвентных шлицев стандартизированы. Треугольные шлицы применяют редко, в основном в малонагруженных кинематических механизмах и изготавляют их по отраслевым стандартам.
|
|
|
