Передача гвинт-гайка, З’єднання.
1. Передача гвинт-гайка
2. З’єднання
3. Зварювальні з’єднання
4. Шпонкові і шліцьові з’єднання
1. Конспект лекції.
1. Передача гвинт-гайка
Призначення передачі гвинт-гайка — перетворення обертального руху в поступальне. Передачі забезпечують великий виграш у силі, можливість одержання повільного руху, що несе велику здатність при малих габаритах, високій точності переміщень, простоту конструкції при малих габаритах.
Недолік передачі — великі втрати на тертя і низький КПД. Швидкість ковзання в різьбі більше швидкості осьового переміщення в 1/sinY раз; де Y — кут підйому різьби, так звичайно в 10 – 40 раз. Передача гвинт-гайка застосовується в машинобудівельних конструкціях, а саме підйомно-транспортувальних машинах.
По конструкції гвинт являє собою циліндричний стрижень з різьбленням на значній частині довжини, гайку в більшості випадків виконують у формі втулки з фланцем для осьового кріплення гайки. По призначенню (вантажні і ходові) гвинт різьба їх повинна забезпечувати найменше тертя між гвинтом і гайкою.
Гвинти передач без термообробки виготовляють зі сталей 45, 50 і ін. а з загартуванням зі сталей 65М, 40Х, 40ХГ і ін.
Для зменшення тертя і зносу різьблення гайки передач виготовляють із бронзи БРОФ10-1, Броцсб-6-3, БРАЖ-9-4. Останнім часом широке поширення одержали пари кулькові в яких значно менше втрати потужності на тертя, що збільшує КПД.
При проектувальному розрахунку гвинта-гайки на зносостійкість користуються формулою
— мм середній діаметр різьби,
де k=Н/d2 — відношення висоти гайки до середнього діаметру різьби; k=1,2-2,5 для суцільних гайок і k=2,5-3,5 для роз’ємних гайок;
[q] – загартована сталь по бронзі = 10-13 МПа;
[q] – для незагартованих сталей по бронзі = 8-10 МПа;
[q] – для прокатних станів нажимні гвинти = 15-20 МПа;
[q] – для сталі по чавуну = 5-6 МПа.
Розміри квадратної різьби:
H=0.1d2 – де h висота профілю різьби;
d=d2+h – зовнішній діаметр різьби;
D1=d2-h – внутрішній діаметр різьби;
P=2h – крок різьби.
Гвинт розраховують на міцність за гіпотезою найбільших дотичних напружень, тому що він працює і на розтяг і на стиск і на кручення.
Де Т – крутний момент в небезпечному поперечному перерізі гвинта,
F – повздовжня сила в небезпечному поперечному перерізі гвинта.
Т=0,5d2Ftg(Y+j) де j — кут тертя в різьбі.
2. З’єднання.
З’єднання деталей у механізмах бувають рухливі і нерухомі. У машинобудуванні термін "з’єднання" відносять звичайно до нерухомих з’єднань деталей, що у свою чергу розділяються на роз’ємні і нероз’ємні.
Роз’ємне з’єднання допускають багаторазове збирання і розбирання деталей. Сюди відносяться різьбові, шпонкові, шліцьові, клинові, штифтові, профільні.
Нероз’ємні з’єднання не допускають розбирання деталей без їхнього ушкодження чи руйнування.
У силу своїх переваг зварювальні з’єднання майже витиснули заклепувальні з’єднання, за винятком особливих випадків (у літакобудуванні, мостобудуванні і ін.).
3. Зварювальні з’єднання. Основним недоліком зварювальних з’єднань є наявність залишкових напружень у зоні шва, що викликають короблення конструкцій і утворення тріщин.
Конструкції зварювальних швів: стикові шви, напусткові, кутові, таврові. Основна геометрична характеристика шва — катет (к). Залежно від розміщення шва щодо лінії дії сили F кутові шви називаються лобовими, фланговими, комбінованими і кільцевими. Таврове з’єднання використовують при розміщенні з’єднаних деталей у взаємно перпендикулярних площинах. Це з’єднання виконують без підготовки кромок деталі або з підготовкою кромок. При статичному навантаженні з’єднання підготовку кромок можна не робити. Тоді катет k кутових швів не повинен бути більш ніж 1,2d, де d — найменша товщина зварювальних деталей.
Кутове з’єднання відповідно здійснюється без попередньої підготовки кромок і з підготовкою кромок. Здебільшого такі з’єднання є мало навантаженими і використовується для забезпечення щільності.
З’єднання точковим контактним зварюванням застосовують для плоских листових деталей сумарна товщина яких не перевищує 8 – 10 мм.
З’єднання шовним контактним зварюванням використовують для тонко листових деталей, до того ж товщина d деталей не повинна бути більш ніж 2-3 мм.
Розрахунок зварювальних швів. Найважливіша задача при проектуванні зварювальних з’єднань — забезпечення рівномірного шва і основного металу.
4. Шпонкові і шліцьові з’єднання.
Шпонкові з’єднання — широко застосовуються в машинобудуванні. Вони служать для передачі обертального моменту від вала до с тупиці зубчастого колеса, шківа маховика і т. д..
Переваги — простота конструкції, легкість зборки і розбирання.
Недолік — ослаблення вала і ступиці, а також необхідність припасування елементів. Розрізняють напружені і ненапружені шпонкові з’єднання.
Ненапружені шпонкові з’єднання виконуються за допомогою призматичних та сегментних шпонок.
Призматичні шпонки підрозділяються на звичайні і направляючі, застосовують коли деталі переміщаються уздовж осі вала. Шпонки виготовляються із тягнутих вуглецевих сталей з допустимою витривалістю dв ³600 МПа. Матеріали для шпонок – ст. 6, 45, 50, 55, 60 та інші. Розміри поперечних переріз призматичних і сегментних шпонок приймають у залежності від діаметра вала по відповідному стандарті. Довжину призначають на 5.. 10 мм менше довжини ступиці. З’єднання розраховують на зминання.
Де Т – обертовий момент,
Lр – робоча довжина шпонки,
T1 – глибина врізання шпонки у вал,
[dзм] – допускне напруження на зминання для матеріалу шпонки при спокійному навантаженню.
При перемінних режимах навантаження допустимі напруження зменшують: при реверсивному крученню в 1,5 рази а при ударних навантаженнях у 2 рази.
У випадках коли міцність з’єднання не забезпечується, тоді ставлять 2 шпонки під кутом 120° чи 180°.
2. Рекомендована література.
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. – Киев: Вища школа, 1984 – 280с. |
Анурьев В. Н. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. — М.: Машиностроение. 1979 — 1982. |
Гузенков 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. |
Реферати
Реферати :