Передача винт-гайка, Соединения.

1. Передача винт-гайка

2. Соединения

3. Сварочные соединения

4. Шпоночные и шлицевые соединения

1. Конспект лекции.

1. Передача винт-гайка

Назначение передачи винт-гайка — преобразования вращательного движения в поступательное. Передачи обеспечивают большой выигрыш в силе, возможность получения медленного движения, несет большую способность при малых габаритах, высокой точности перемещений, простоту конструкции при малых габаритах.

Недостаток передачи — большие потери на трение и низкий КПД. Скорость скольжения в резьбе больше скорости осевого перемещения в 1/sinY раз; где Y — угол подъема резьбы, так обычно в 10 — 40 раз. Передача винт-гайка применяется в машиностроительных конструкциях, а именно подъемно-транспортировочных машинах.

По конструкции винт представляет собой цилиндрический стержень с резьбой на значительной части длины, гайку в большинстве случаев выполняют в форме Втулки с фланцем для осевого крепления гайки. По назначению (грузовые и ходовые) винт резьба их должна обеспечивать меньше трения между винтом и гайкой.

Винты передач без термообработки изготавливают из сталей 45, 50 и др.. а с закалкой из сталей 65м, 40Х, 40ХГ и др..

Для уменьшения трения и износа резьбы гайки передач изготавливают из бронзы БРОФ10-1, Броцсб-6-3, БрАЖ-9-4. В последнее время широкое распространение получили пары шариковые в которых значительно меньше потери мощности на трение, что увеличивает КПД.

При проектировочном расчета винта-гайки на износостойкость пользуются формулой

— мм средний диаметр резьбы,
где k = Н/d2 — отношение высоты гайки до среднего диаметра резьбы; k = 1,2-2,5 для сплошных гаек и k = 2,5-3,5 для разъемных гаек;
[Q] — закаленная сталь по бронзе = 10-13 МПа;
[Q] — для незакаленных сталей по бронзе = 8-10 МПа;
[Q] — для прокатных станов нажимные винты = 15-20 МПа;
[Q] — для стали по чугуну = 5-6 МПа.

Размеры квадратной резьбы:

H = 0.1d2 — где h высота профиля резьбы;
d = d2 + h — внешний диаметр резьбы;

D1 = d2-h — внутренний диаметр резьбы;
P = 2h — шаг резьбы.

Винт рассчитывают на прочность по гипотезе наибольших касательных напряжений, так как он работает и на растяжение и на сжатие и на кручение.

Где Т — крутящий момент в опасном поперечном сечении винта,

F — продольная сила в опасном поперечном сечении винта.

Т = 0,5 d2Ftg (Y + j) где j — угол трения в резьбе.

2. Соединения.

Соединение деталей в механизмах бывают подвижные и неподвижные. В машиностроении термин соединение относят обычно к неподвижных соединений деталей, что в свою очередь разделяются на разъемные и неразъемные.

Разъемное соединение допускают многократную сборку и разборку деталей. Сюда относятся резьбовые, шпоночные, шлицевые, клиновые, штифтовые, профильные.

Неразъемные соединения не допускают разборки деталей без их повреждения или разрушения.

В силу своих преимуществ сварочные соединения почти вытеснили заклепочные соединения, за исключением особых случаев (в самолетостроении, мостостроении и др..).

3. Сварочные соединения. Основным недостатком сварочных соединений является наличие остаточных напряжений в зоне шва, вызывающих короблению конструкций и образованию трещин.

Конструкции сварочных швов: стыковые швы, нахлестки, угловые, тавровые. Основная геометрическая характеристика шва — катет (к). Зависимости от размещения шва по линии действия силы F угловые швы называются лобовыми, фланговыми, комбинированными и кольцевыми. Тавровое соединения используют при размещении соединенных деталей во взаимно перпендикулярных плоскостях. Это соединение выполняют без подготовки кромок детали или с подготовкой кромок. При статической нагрузке соединения подготовку кромок можно не делать. Тогда катет k угловых швов не должен быть более 1,2 d, где d — наименьшая толщина свариваемых деталей.

Угловое соединение соответственно осуществляется без предварительной подготовки кромок и с подготовкой кромок. Преимущественно такие соединения являются мало нагруженными и используется для обеспечения плотности.

Соединения точечной контактной сваркой применяют для плоских листовых деталей суммарная толщина которых не превышает 8 — 10 мм.

Соединение шовным контактной сваркой используют для тонко листовых деталей, к тому же толщина d деталей не должна быть более 2-3 мм.

Расчет сварных швов. Важнейшая задача при проектировании сварных соединений — обеспечение равномерного шва и основного металла.

4. Шпоночные и шлицевые соединения.

Шпоночные соединения — широко применяются в машиностроении. Они служат для передачи крутящего момента от вала к с тупицы зубчатого колеса, шкива маховика и т. д..

Преимущества — простота конструкции, легкость сборки и разборки.

Недостаток — ослабление вала и ступицы, а также необходимость подгонки элементов. Различают напряжены и ненапряженной шпоночные соединения.

Ненапряженной шпоночные соединения выполняются с помощью призматических и сегментных шпонок.

Призматические шпонки подразделяются на обычные и направляющие, применяют когда детали перемещаются вдоль оси вала. Шпонки изготавливаются из тянуть углеродистых сталей с допустимой выносливостью dв ³ 600 МПа. Материалы для шпонок — ст. 6, 45, 50, 55, 60 и другие. Размеры поперечного сечения призматических и сегментных шпонок принимают в зависимости от диаметра вала по соответствующему стандарту. Длину назначают на 5 .. 10 мм меньше длины ступицы. Соединения рассчитывают на смятие.

Где Т — Крутящий момент,

Lр — рабочая длина шпонки,

T1 — глубина врезки шпонки в вал,

[Dзм] — допускаемым напряжение на смятие для материала шпонки при спокойном нагрузке.
При переменных режимах нагрузки допустимые напряжения уменьшают: при реверсивном изогнутые в 1,5 раза а при ударных нагрузках в 2 раза.

В случаях, когда прочность соединения обеспечивается, тогда ставят 2 шпонки под углом 120 ° или 180 °.

2. Рекомендуемая литература.

Прикладная механика: Учебное пособие / А. Т. Скойбеда, А. А. Миклашевич, Е. Н. Левковский и др.; Под общ. ред. А. Т. Скойбеды. — Мн.: Выш. Шк., 1997 — 522с.

Иосилевич Г. Б., Лебедев П. А., Стреляев В. С. Прикладная механика. — М.: Машиностроение, 1985 — 576с.

Прикладная механика. К. И. Заблонский, М. С. Беляев, И. Я. Телис и др. — М.: Высшая школа, 1984 — 280с.

Анурьев В. Н. Справочник конструктора-машиностроитель: В 3 т. — М.: Машиностроение. 1979 — 1982.

Гузенкова П. Г. Детали машин.-М.: Высшая школа, 1986 — 359с.

Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин.-М.: Высшая школа, 1985 — 416с.

Иванов М. Н. Детали машин.-М.: Высшая школа, 1984 — 336с.

Попов М. В. Теоретическая механика.-М.: Наука, 1986 — 336с.

Теория механизмов и машин. К. В. Фролов, С. А. Попов, А. К. Мусотов и др.; под редакцией К. В. Фролова — М.: Высшая школа, 1987 — 496с.

Феодосьев В. И, Сопротивление материалов.-М.: Наука, 1986 — 512с.