Шпоночные и шлицевые соединения

Контрольная работа

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 стацдартизованы. Шпоночные пазы на валах получают фрезерованием дисковым или концевыми фрезами, в ступицах протягиванием.

Достоинства шпоночных соединений -, Недостаток —

1.2. Разновидности шпоночных соединений, Ненапряженные

Напряженные соединения получают при применении клиновых (например, врезной клиновой, рис. 4.3) и тангенциаальных (рис. 4.4) шпонок. При сборке таких соединений возникают предварительные (монтажные) напряжения.

Основное применение имеют ненапряженные соединения., Соединения призматическими шпонками.

исполнение 1

исполнение 2

Шпонку запрессовывают в паз вала. Шпонку с плоскими торцами кроме того помещают вблизи деталей (концевых шайб, колец и др.), препятствующих ее возможному осевому перемещению. Призматические шпонки не удерживают детали от осевого смещения вдоль вала. Для фиксации зубчатого колеса от осевого смещения применяют распорные втулки (1 на рис. 4.1), установочные винты (1 на рис.4.2) и др.

Соединения сегментными шпонками, Соединения клиновыми шпонками

Соединения клиновыми шпонками применяют в тихоходных передачах.

Соединения тангенциальными шпонками

Соединения тангенциальными шпонками 1

Применяют для валов диаметром свыше 60 мм при передаче больших вращающих моментов с переменным режимом работы (крепление маховика на валу двигателя внутреннего сгорания и др.).

1.З.Расчет шпоночных соединений

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.

Соединения призматическими шпонками (рис. 4.5 и 4.1) проверяют по условию прочности на смятие:

Соединения призматическими шпонками рис и проверяют по условию прочности на смятие  1

6 стр., 2855 слов

ОБРАБОТКА ШПОНОЧНЫХ КАНАВОК И ШЛИЦЕВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ

... число проходов. 2. Обработка шлицевых поверхностей В шлицевых соединениях сопряженные детали центрируются тремя способами: 1) центрированием втулки (или зубчатого колеса) по наружномудиаметру шлицевых выступов вала; 2) центрированием втулки ... нужно в тех случаях, когда допускается пригонка шпонок по канавкам. Основное время при фрезеровании шпоночной канавки, закрытой с двух сторон с «маятниковой» ...

Сила, передаваемая шпонкой, F 1 =2*103 T/d. На смятие рассчитывают выступающую из вала часть шпонки.

При высотк фаски шпонки Соединения призматическими шпонками рис и проверяют по условию прочности на смятие  2 площадь смятия

Соединения призматическими шпонками рис и проверяют по условию прочности на смятие  3 следовательно,

Соединения призматическими шпонками рис и проверяют по условию прочности на смятие  4

Где Т- передаваемый момент, H-м; d – диаметр вала, мм; h, r 1 – высота шпонки и глубина паза нп валу, мм (таблица величин); Соединения призматическими шпонками рис и проверяют по условию прочности на смятие  5 — допускаемые напряжения смятия, lp – рабочая длина шпонки; для шпонок с плоскими торцами lp =l, со скругленными lp =l

  • Соединения призматическими шпонками рис и проверяют по условию прочности на смятие  6

При проектировочных расчетах, Длину шпонки, Длину ступицы

Соединения сегментными шпонками (см. рис. 4.1) проверяют на смятие:

При проектировочных расчетах 1

Где l p =l – рабочая длина шпонки; (h –t) – рабочая глубина в ступнице.

Сегментная шпонка узкая, поэтому в отличие от призматической ее проверяют на срез.

Условие прочности на срез

Условие прочности на срез 1

Где b – ширина шпонки; Условие прочности на срез 2 — допускаемое напряжение на срез шпонки.

Стандартные шпонки изготовляют из специального сортамента среднеуглеродистой чистотянутой стали с

Условие прочности на срез 3 600 Н/мм2 чаще всего из сталей 45, Стб.

Допускаемые напряжения смятия для шпоночных соединений:

при стальной ступице [Условие прочности на срез 4 ]см = 130…200 Н/мм2

при чугунной [Условие прочности на срез 5 ]см 80… 110 Н/мм2. Большие значения принимают при постоянной нагрузке, меньшие при переменной и работе с ударами.

При реверсивной нагрузке [Условие прочности на срез 6 ]см снижают в 1,5 раза.

Допускаемое напряжение на срез шпонок Условие прочности на срез 7 70… 100 Н/мм2.

8 стр., 3623 слов

Шлицевые соединения

... и на смятие, и на изнашивание. Такой расчет называется упрощенным (приближенным) расчетом по обобщенному критерию работоспособности. Параметры шлицевого соединения выбирают по таблицам стандарта в зависимости от диаметра вала, ... можно представить шлицевое соединение, как многошпоночное соединение, у которого шпонки выполнены как одно целое с валом. Достоинства шлицевых соединений по сравнению ...

Большее значение принимают при постоянной нагрузке.

Глава 2. ШЛИЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

2.1 .Общие сведения

Шлицевое соединение образуют выступы зубья на валу и соответствующие впадины шлицы в ступице (рис. 5.1, а—в).

Рабочими поверхностями являются боковые стороны зубьев. Зубья вала фрезеруют по методу обкатки или накатывают в холодном состоянии профиль- ными роликами по методу продольной накатки. Шлипы отверстия ступицы изготовляют протягиванием.

Шлицевые соединения стандартизованы и широко распространены в машиностроении.

Достоинства шлицевых соединений по сравнению со шпоночными. 1. Лучшее центрирование соединяемых деталей и более точное направление при их относительном осевом перемещении. 2. Меньшее число деталей соединения: шлицевое соединение образуют две детали, шпоночное три, четыре. З. При одинаковых габаритах возможна передача больших вращающих моментов за счет большей поверхности контакта. 4. Большая надежность при динамических и реверсивных нагрузках. 5. Большая усталостная прочность вследствие меньшей концентрации напряжений изгиба, особенно для эвольвентных шлицев. б. Меньшая длина ступицы и меньшие радиальные размеры.

Недостатки

Недостатки 1

2.2. Разновидности шлицевых соединений

Шлицевые соединения различают: по характеру соединения неподвижные для закрепления детали на валу (рис. 5.1); подвижные , допускающие перемещение вдоль вала (например, блока шестерен коробки передач; по форме зубьев прямобочные (рис. 5.1), эвольвентные (рис. 5.2, а), треугольные (рис. 5.2, 6), по способу центрирования (обеспечения совпадения геометрических осей) ступицы относительно вала с центрированием по наружному диаметру В (см. рис. 5.1, а), по внутреннему диаметру й (см. рис. 5.1, 6) и по боковым поверхностям зубьев (рис. 5.1, в и 5.2).

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

 разновидности шлицевых соединений 1

2.3. Расчет шлицевых соединений

Основными критериями работоспособности шлицевых соединений являются сопротивления рабочих поверхностей смятию и изнашиванию.

Параметры соединения выбирают по таблицам стандарта в зависимости от диаметра вала, а затем проводят расчет по критериям работоспособности.

Смятие и изнашивание рабочих поверхностей связаны с действующими на контактирующих поверхностях напряжениями  расчет шлицевых соединений 1 см.

Упрощенный (приближенный) расчет основан на ограничении напряжений смятия допускаемыми значениями  расчет шлицевых соединений 2 см., назначаемыми на основе опыта эксплуатации подобных конструкций:

 расчет шлицевых соединений 3

где Т- расчетный вращающий момент (наибольший из длительно действующих моментов при переменом режиме нагружения), Н-м;

21 стр., 10267 слов

Роль взаимозаменяемости деталей, узлов и агрегатов в машиностроении

... и причины их возникновения. Взаимозаменяемость деталей, узлов и агрегатов невозможно обеспечить без развития и ... допуски и шероховатости для соединений и деталей Наим. соединения Выбр. ... и унификация деталей и сборочных единиц способствует ускорению и удешевлению конструирования, изготовления, эксплуатации и ремонта машин. Вот почему комплекс глубоких знаний и определенных навыков в области метрологии и ...

К3- коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями (зависит от точности изготовления и условий работы),

К = 1,1… 1,5; d средний диаметр соединения, мм; число z -зубьев; h -рабочая высота зубьев, мм; lp -рабочая длина соединения, мм;  расчет шлицевых соединений 4см допускаемое напряжение смятия, Н/мм2.

Для соединений с прямобочными зубьями:

 расчет шлицевых соединений 5

f – фаска зуба.

Для соединения с эвольвентными зубьями:

 расчет шлицевых соединений 6

Для соединения с треугольными зубьями

 расчет шлицевых соединений 7

Список литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kontrolnaya/shponochnyie-soedineniya/

1. Х.А. Дианов, Н.Г. Ефремов, В.Г. Мицкевич Детали машин. Курс лекций – М., 2003.

2. Леликов О. П. Основы расчета и проектирования деталей и узлов машин. Конспект лекций по курсу «Детали машин». – М. Машиностроение, 2002.

3. Иванов М.Н., Ыиногенов В.А. Детали машин. М.: Высшая школа, 2002.

4. Колпаков А.П., Карнаухов И.Е. Проектирование и расчет механических передач. – М., 2000.