Презентация на тему Типовые соединения деталей машин

резьбы. Крепежные и ходовые резьбы. Стандартные резьбы общего назначения.

Расчет болтов при переменных напряжениях. Расчет витков резьбы. Определение момента на гаечном ключе.
Заклепочные соединения. Виды заклепок и заклепочных швов. Методика расчета заклепочных швов на прочность и плотность.
Сварные соединения. Основные виды сварных соединений и типы сварных швов. Расчет сварных швов на прочность.
Шпоночные и шлицевые соединения. Расчет сегментной и круглой шпонки. Выбор допускаемых напряжений. Расчет зубчатых прямобочных соединений.
Паяные и клеевые соединения.
Расчет на прочность.

винтовую нарезку (резьбу) и снабжены огранёнными поверхностями для захвата

гаечным ключом.
Болт – длинный цилиндр с головкой и наружной резьбой. Проходит сквозь соединяемые детали и затягивается гайкой (а) – деталью с резьбовым отверстием.
Винт – внешне не отличается от болта, но завинчивается в резьбу одной из соединяемых деталей (б).
Шпилька – винт без головки с резьбой на обоих концах (в).

одинаковыми для болта (шпильки, винта и т. д.) и

гайки.
Наружный диаметр резьбы d (D) (рис. 1 а—в) — диаметр воображаемого цилиндра, касательного к вершинам наружной резьбы или впадинам внутренней резьбы. Наружный диаметр для большинства резьб принимается за номинальный диаметр резьбы.

диаметр воображаемого цилиндра, вписанного касательно к вершинам внутренней резьбы

или впадинам наружной резьбы.
 
Средний диаметр резьбы d2 (D2) (рис. 1) — диаметр воображаемого соосного с резьбой цилиндра, образующая которого пересекает профиль витков в точках, где ширина канавки равна половине номинального шага Р для однозаходной резьбы и для многозаходной резьбы — половине номинального хода t, разделенной на число заходов.
 
Шагом резьбы Р (рис. 1, а) называется расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля, измеренное в направлении, параллельном оси резьбы.

Углом профиля α (рис. 1, а) называется угол между боковыми сторонами профиля в осевой плоскости.

называется угол между касательной к винтовой поверхности в точке,

лежащей на среднем диаметре резьбы, и плоскостью, перпендикулярной оси резьбы.

Длиной свинчивания (высотой гайки) l называется длина соприкосновения винтовых поверхностей наружной и внутренней резьб в осевом сечении.

Кроме перечисленных параметров резьбы различают также следующие: высота исходного профиля H, рабочая высота профиля H1 и высота профиля H2, измеряемые в направлении, перпендикулярном оси резьбы. Параметры H, H1, H2 (рис. 1) выражаются при известных углах наклона профиля (или ) в долях шага резьбы Р .

другом посредством деталей, имеющих резьбу.
Для малонагруженных и декоративных конструкций

применяются винты и болты с коническими и сферическими головками (как у заклёпок), снабжёнными линейными или крестообразными углублениями для затяжки отвёрткой. Для соединения деревянных и пластмассовых деталей применяют шурупы и саморезы – винты со специальным заострённым хвостовиком.

например, в токарных станках, в домкратах и т.д.
Резьбы

ходовые для винтовых механизмов (прямоугольная, трапецеидальна симметричная, трапецеидальная несимметричная упорная) должны обладать малым трением для снижения потерь.

Q. Болт растянут.
Условие прочности на растяжение запишется в виде:

Напряжения растяжения в резьбе:


Из условия прочности на растяжение находим внутренний диаметр резьбы болта:

на срез. Внутренний диаметр резьбы рассчитывается аналогично случаю с

растяжением:

должна дать такую силу трения между деталями, которая была

бы больше поперечной сдвигающей силы F.
Болт работает на растяжение, а от момента затяжки испытывает ещё и кручение.
Тогда:


где V = 1,2 F/ f.

сборке путём завинчивания гаек (винтов) с помощью гаечных ключей.

Сила Fкл на рукоятке ключа создаёт момент затяжки:
Tкл = Fкл • Lкл

.
Заклёпка имеет грибообразную форму и выпускается с одной

головкой (закладной) вставляется в совместно просверленные детали, а затем хвостовик ударами молотка или пресса расклёпывается, образуя вторую головку (замыкающую).
При этом детали сильно сжимаются, образуя прочное, неподвижное неразъёмное соединение.

Ст10, Ст15, латунь, медь, алюминий.
Заклёпки стандартизованы и выпускаются в

разных модификаций:
Сплошные с полукруглой головкой (а);
Сплошные с плоской головкой (б);
- Сплошные с потайной головкой (в);
- Полупустотелые (г, д ,е) и пустотелые (ж, з, и).

смятие боковых поверхностей. По этим двум критериям рассчитывается диаметр

назначаемой заклёпки. При этом расчёт на срез – проектировочный, а расчёт на смятие – проверочный. Здесь и далее имеем в виду силу, приходящуюся на одну заклёпку.
При одной плоскости среза диаметр заклёпки:


При двух плоскостях среза (накладки с двух сторон):


Напряжения смятия на боковых поверхностях заклёпки
см = P/Sd ≤ []см ,
где S – толщина наименьшей из соединяемых деталей.

местного нагрева и диффузии (перемешивания частиц) соединяемых деталей. Создают,

практически, одну целую, монолитную деталь.
Весьма прочны, т.к. используют одну из самых могучих сил природы - силы межмолекулярного сцепления. 
Сварные соединения (швы) по взаимному расположению соединяемых элементов делятся на следующие группы:

на прочность в первую очередь необходимо знать площадь сечения

сварного шва.
Перемножая толщину сварного шва на его длину, получим площадь сечения сварного шва. При растяжении допускаемое усилие в сварном соединении определяется по формуле:
Р = σр  S l.
При сжатии:
Р = σсж  S  l,
где l—длина шва; S — толщина соединяемых элементов; σр — допускаемое напряжение в сварном шве при растяжении; σсж — допускаемое напряжение в сварном шве при сжатии.
Для каждого из швов существуют свои эмпирические зависимости, по которым производится расчёт. Например, при расчете на прочность нахлестного соединения применяют расчетную формулу:
Р=Tср  0,7Кl,
где Р — допуска­емое усилие; Tср — допускаемое напряжение наплавленного ме­талла при срезе; К— длина катета; l—длина сварного шва.

Образуются посредством шпонки, установленной в сопряжённые пазы вала и

колеса. Шпонка имеет вид призмы, клина или сегмента, реже применяются шпонки других форм.





Расчёт шпоночных соединений на прочность
Призматические и сегментные шпонки всех форм испытывают смятие боковых поверхностей и срез по средней продольной плоскости:
;

h – высота сечения шпонки, d – диаметр вала, b – ширина сечения шпонки, l – рабочая длина шпонки (участок, передающий момент).

пазы ступицы колеса. Как по внешнему виду, так и

по динамическим условиям работы шлицы можно считать многошпоночными соединениями. Некоторые авторы называют их зубчатыми соединениями.
В основном используются прямобочные шлицы (а), реже встречаются эвольвентные (б) ГОСТ 6033-57 и треугольные (в) профили шлицов.

связаны с одним параметром – контактным напряжением (давлением) см.

Это позволяет рассчитывать шлицы по обобщённому критерию одновременно на смятие и контактный износ. Допускаемые напряжения []см назначают на основе опыта эксплуатации подобных конструкций.
Для расчёта учитывается неравномерность распределения нагрузки по зубьям:


где Z – число шлицов, h – рабочая высота шлицов, l – рабочая длина шлицов, dср – средний диаметр шлицевого соединения. Для эвольвентных шлицов рабочая высота принимается равной модулю профиля, за dср принимают делительный диаметр.

деталей с помощью дополнительного связующего материала - припоя, температура

плавления которого ниже температуры плавления материала соединяемых деталей.
В расплавленном состоянии припой смачивает поверхности соединяемых деталей. Соединение происходит путем межатомного сцепления, растворения и диффузии материала деталей и припоя.

пайка сохраняет неизменными структуру, механические свойства и состав материала

деталей, вызывает значительно меньшие остаточные напряжения. Прочность паяного соединения определяется прочностью припоя и сцепления припоя с поверхностями соединяемых деталей.
Например, прочность при срезе соединений, паянных и оловянно-свицовистыми припоями, а также припоями на основе меди и серебра, составляет (0,8 ÷ 0,9)σвп, где σвп - предел прочности припоя.

раствора - клея. Процесс склеивания состоит из подготовки соединяемых

поверхностей деталей, нанесения клея, соединения деталей и выдержки при определенных давлении и температуре.
Клеевые соединения применяют для скрепления деталей из различных металлических и неметаллических (стекло, керамика, пластмасса) материалов в любом их сочетании.

от способа подготовки поверхностей. Желательно, чтобы они были шероховатые.

Для этого применяют механическую (абразивную) и химическую (травление в растворах) обработку.
Например, при расчёте на прочность клеевого соединения внахлёстку имеет вид:
,

где b и l – ширина и длина нахлёстки, [τ] – допускаемое касательное напряжение.

и неразъёмными соединениями ?
2. Где и когда применяются сварные

соединения ?
3. Каковы основные группы сварных соединений ?
4. Где и когда применяются заклёпочные соединения ?
5. В чём состоит принцип конструкции резьбовых соединений ?
6. Какой диаметр резьбы находят из прочностного расчёта ?
7. Какова конструкция и основное назначение шпоночых соединений ?
8. Какова конструкция и основное назначение шлицевых соединений ?
9. За счёт чего происходит соединение пайкой?
10. Какой вид напряжения возникает при расчётах на прочность клеевых соединений?
 

освоить следующие вопросы:
основные понятия курса Прикладная механика;
задачи дисциплины Прикладная

механика;
классификацию механических передач;
классификацию видов приводов машин и механизмов;
принципы и подходы к проектированию редукторов, вариаторов и мультипликаторов;
основные типы подшипников качения и скольжения;
показатели и критерии оценки прочности по контактным напряжениям, на изгиб и смятие;
методы количественной оценки величин допускаемых напряжений;
основы теории и расчета механических передач;
расчеты допускаемых напряжений по основным теориям прочности.