Шпоночные и шлицевые соединения. Методики расчёта

Сварные и заклепочные соединения. Области применения.

Наиболее распространенными из неразъемных соединений яв­ляются сварные. Сваркой называют процесс получения неразъемных соединений (деталей) с использованием сил межмолекулярного сцеп­ления путем местного или общего нагрева соединяемых элементов до расплавленного (или пластического) состояния. Сварка бывает дуговой, электрошлаковой, газовой, контактной и др.

Сварные соединения разделяют на стыковые, угловые, тавровые и нахлесточные. В зависимости от толщины соединяемых деталей формы кромок могут быть различными. Стыковые швы рас­считывают на растяжение (сжатие).

Типы сварных со­единений:

а — стыковые бесскосные (< 8 мм); б — нахлесточные с двумя швами; в — угловое с односторонним швом; г — тавровое с двусторонним швом; д — стыковые со скосом стыкуе­мых кромок; е — расположение швов нахлесточных соединений.

1 — с односторонним швом; 2 — с двусторонним швом; 3 — V-образное ( <30 мм); 4 — Х-образное ( = 30 ... 40 мм); 5 — U-образное ( =30 ... 10 мм); 6 — лобовое; 7 — фланговое; 8 — косое.

Швы нахлёсточных соединений в зависимости от направления усилий бывают лобовые, фланговые и косые.

Когда соединение работает в условиях вибрации или применение сварки ограничено

технологическими или эксплуатационными при­чинами (недопустимость перегрева, тепловые деформации деталей, опасность возгорания и т. п.), применяют заклепочные соединения, также относящиеся к неразъемным. Основным элементом заклепоч­ных соединений являются заклепки, которые бывают стержневыми и трубчатыми.

По способу соединения деталей заклепочные соединения бы­вают нахлесточные, стыковые с одной накладкой и стыковые с двумя накладками, однорядные и многорядные.

Шпоночные и шлицевые соединения. Методики расчёта.

Шпоночные соединения применяют для крепления на валах и осях деталей вращения. Для установки шпонок на валу и в ступице детали вращения вырезают канавки, куда закладывают соединитель­ную деталь—шпонку. Наиболее распространенными видами шпонок являются призматические и сегментные, которые рассчи­тывают на срез и смятие по формулам:

шпоночные соединения на срез

на смятие

шлицевые соединения на смятие где — расчетные и допускаемые напряжения в соедине­ниях на срез и смятие, Па; М — крутящий момент, передаваемый соединением, Н-м; Р— окружное усилие, Н, Р = 2M/(D + d); —длина, ширина и высота шпонки, м; —длина рабочей поверхности шлицев, м; D, d — наружный и вну­тренний диаметры шлицев, м; — диаметр вала, м; k — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между шлицами, .

Шлицевое соединение является как бы многошпоночным. Оно образуется выступами на валу, входящими в пазы ступицы наса­живаемой детали. По сравнению со шпоночными шлицевые соеди­нения обеспечивают лучшие центрирование и взаимное соедине­ние деталей. Проверочный расчет шлицев осуществляют на смятие боковых граней. Шлицев