Раздел 3. Соединения деталей

Соединения различают по возможности демонтажа. Соединения, не допускающие разборку без повреждения деталей или элементов крепежа, считают неразъемными.В данную группу входят сварные, заклепочные,паяные, клеевые и другие. Соединения, допускающие повторную сборку-разборку, называют разъемными. Это - резьбовые(болтовые, винтовые, шпилечные), шпоночные,профильные и т.д.

Сварные соединения

Сварныминазывают соединения деталей при сплавлении или пластическом деформировании в месте соединения. Поэтому различают два вида сварки – плавлением и давлением. При сварке в месте соединения формируется сварной шов.

Сварные соединения обладают высокой статической прочностью и низкой усталостной прочностью вследствие наличия в швах трещин, непроваров, и т.д.

По взаимному расположению соединяемых деталей различают:

а) б) в)

Рис.3.1

Условие прочности стыкового шва

(1)

Нахлесточные сварные соединения подразделяют по взаимному положению сварного шва и направлению действующей нагрузки на лобовые,фланговые и комбинированные.

Для нахлесточного шва условие прочности –

, (2)

где k - катет,

l_сум = l_сумл +l_сумф, - суммарная длина лобовых и фланговых швов.

Для сваривания тонкостенных листовых конструкций часто используются точечные сварные соединения. Такие соединения проверяют на срез. Условие прочности имеет вид –

, (3)

где d – диаметр сварных точек;

z – число сварных точек.

Заклепочные соединения

Для соединения листовых и профильных элементов конструкций корпусов, ферм, резервуаров давления и т.д. используются заклепочные соединения.Заклепочные соединения обладают большей, чем сварные, прочностью при повторных ударных и вибрационных нагрузках.

Заклепка (рис.3.2) представляет собой стержень круглого поперечного сечения с головкой. Вторую головку, замыкающую, формируют посредством обжимки при сборке.

Заклепочные соединения выполняют одно-, двух- и многорядными. По взаимному расположению соединяемых конструктивных элементов заклепочные соединения делятся на нахлесточные и стыковые с одной или двумя накладками

Заклепки работают на смятие и срез. Условие прочности на срез

Условие прочности на смятие

где d – диаметр заклепки;

s - толщина листа.

Рис.3.2

 

Шпоночные соединения

Шпоночные соединения применяются для передачи вращательного движения. Эти соединениясравнительно просты, надежны. Шпонки подразделяются на призматические, сегментные и клиновые. Геометрические параметры шпонок унифицированы. Рабочими поверхностями шпонок являются боковые грани. Полагают, что шпонки работают на смятие и срез (рис.3.3).

Рис.3.3

Условие прочности на срез

,

Профильные соединения

К профильным относятся шлицевые соединения, которыеобразуются при вхождении выступов (зубьев) на валах в соответствующие впадины (пазы) на ступицах (рис.3.4).

Рис.3.4

Шлицевым соединениям присуща большая нагрузочная способность по сравнению со шпоночными. Шлицевые соединения проверяют на смятие. Условие прочности имеет вид

,

где y - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между шлицами; – длина поверхностей контакта зубьев на валу с пазами в ступице; h – высота данных поверхностей; d_cp – их средний диаметр; z – количество зубьев.

Резьбовые соединения

К резьбовым элементам крепежа относятся болты, винты, шпильки,гайки и резьбовые вставки. (рис.3.5)Цилиндрическая резьбахарактеризуется следующими параметрами: профилем; наружным, внутренним и средним диаметрами; шагом; числом заходов.

По профилю различают резьбы метрические, дюймовые, трубные, трапецеидальные, круглые и квадратные (рис.3.6). Параметры резьб, кроме квадратной, унифицированы. Профиль резьбы характеризуется углом (a), теоретической (H) и рабочей (h) высотами.

Основные размеры резьбы наружный диаметр (d), внутренний диаметр (d₁), средний диаметр (d₂), шаг (р) (расстояние между одноименными точками профиля соседних витков в осевом направлении).

Рис.3.5

Рис.3.6

Расчет витков резьбы на прочность.Наибольшую опасность для крепежных резьб представляет срезвитков. Проверочный расчет витков на срез производят по формуле

,

где k_c – коэффициент, определяющий полноту профиля резьбы (для метрических резьб k_c =0,87); H – высота гайки; – осевая нагрузка на резьбу.

Вопросы для самоконтроля к разделу 3

1. Какие основные критерии работоспособности деталей машин?

2.В чем сущность расчетов деталей машин?

3. Какие виды неразъемных соединений получили распространение в промышленности?

4. Какие виды сварки получили распространение в промышленности?

5. Какие преимущества и недостатки соединения деталей сваркой?

6. Какие различают типы сварных швов?

7. Как проводят расчет сварных швов?

8. Какие преимущества и недостатки заклепочных соединений?

9. Как классифицируют заклепочные соединения?

10. По какому фактору определяют прочность заклепочных соединений?

11. Какие различают типы резьбы?

12. Почему для крепежных изделий применяют резьбу треугольного профиля?

13. Назовите основные элементы резьбового крепежа.

Тесты к разделу 3

1. Соединения относятся к разъемным:

а) заклепочные; б) соединения с натягом; в) резьбовые.

2. При циклических нагрузках рекомендуется соединение деталей:

а) сварное; б) заклепочное.

3. Прочность сварного соединения проверяется по материалу:

а) детали; б) шва.

4. В заклепочном соединении прочность заклепки проверяется по напряжениям:

а) на срез; б) на смятие.

5. В заклепочном соединении прочность соединяемых листов проверяют:

а) на срез; б) на смятие.

6. Шпоночное соединение проверяют:

а) на срез; б) на смятие.

7. Размер шпонки выбирают:

а) по крутящему моменту; б) по диаметру вала.

8. Большая сила трения в метрической резьбе является фактором:

а) положительным; б) отрицательным.

9. Наибольшую опасность для резьбового крепежного элемента представляет напряжение:

а) на разрыв крепежного элемента; б) на срез крепежного элемента; в) на срез витков резьбы.

• ⇐ Назад
• 123
• 4
• 5
• Далее ⇒