dorozhnostroit

Нормальные напряжения s в таких болтах можно определить по формуле (2.1):

рой напряжения от смятия, среза и изгиба резьбы и напряжения от растяжения стержня винта не превышают допустимых. В крепежных резьбовых деталях (изготавливаемых по ГОСТам) все размеры согласованы для получения равнопрочности. Поэтому, чтобы выбрать крепежную деталь, достаточно определить из условий прочности на растяжение внутренний диаметр стержня и подобрать соответствующую ему стандартную деталь.

По своей конструкции резьбовые крепежные детали делятся на болты, винты, шпильки и гайки.

Болт представляет собой цилиндрический стержень, снабженный на одном конце головкой (обычно шестигранной формы ),а на другом конце резьбой, на которую навинчивается гайка(обычно также шестигранная). Соединение деталей при помощи болта (болтовое) показано на рис. 2.3, а.

Винтом называют тот же болт, но крепящий детали без гайки за счет ввинчивания его в одну из деталей. Винтовое соединение показано на рис. 2.3, б.

Шпилькой называют цилиндрический стержень, имеющий резьбу на обоих концах. Одним концом шпилька (как и винт) ввинчивается в

одну из соединяемых деталей, а на второй ее конец навинчивается гайка. Шпилечное соединение показано на рис. 2.3, в.

Гайкой называется деталь, имеющая отверстие с резьбой и предназначенная для закрепления соединяемых деталей. Гайки можно навинчивать как на болты и шпильки, так и непосредственно на соединяемые детали, если они имеют для этого соответствующую резьбу.

Резьбовые соединения помимо достаточной прочности должны быть предохранены от самоотвинчивания, которое возможно при знакопеременных нагрузках и вибрации.

Меньше подвержены самоотвинчиванию мелкие резьбы, имеющие меньший угол подъема винтовой линии, а следовательно, и больший за-

20

пас самоторможения, но и они нуждаются в предохранении от самоотвинчивания.

Предохранительными средствами против самоотвинчивания являются пружинные шайбы, шплинты, стопорящие шайбы, контргайки. Основные устройства против самоотвинчивания показаны на рис. 2.4. Пружинная шайба препятствует отворачиванию гайки за счет врезания своих острых кромок в гайку и поверхность соединения детали.

21

Шпоночные и шлицевые соединения применяются для передачи крутящего момента между валом и посаженными на него деталями (зубчатые колеса, шкивы, звездочки, муфты, барабаны, маховики и т. д.). Соединяемые детали в шпоночных соединениях связываются шпонками.

Шпонка устанавливается в специальный паз, сделанный на валу и в ступице соединяемой с валом детали. По своей форме (рис. 2.5) шпонка может быть клиновой, призматической, сегментной или цилиндрической.

УМШ2к

Клиновые шпонки забиваются в паз ударами молотка, что создает напряженное соединение, в котором крутящий момент передается от вала на ступицу деталей за счет сил трения. Такое соединение не только обеспечивает передачу крутящего момента, но и удерживает деталь на валу в осевом направлении. Однако этот вид соединения, смещая ступицу относительно вала и вызывая перекос и радиальное смещение посаженной на вал детали, нельзя применять, если необходимо точно установить детали.

•22

Призматические, сегментные и цилиндрические шпонки создают ненапряженные соединения, обеспечивают точную установку деталей на валу, но не исключают их осевого смещения. Передача крутящего момента в этих соединениях обеспечивается через боковые грани шпонки. Поэтому эти шпоночные соединения рассчитываются на смятие по боковым поверхностям пазов и на срез по поперечному сечению шпонки (или на изгиб).

Для расчета шпонок на смятие принимается, что напряжения асм распределены по всей длине и высоте шпонки равномерно, что равнодействующая сил, действующих на шпонку, приложена на плече, равном d/2 , и что шпонка выступает над поверхностью вала на 0,5 h . Следовательно, зная передаваемый крутящий момент М, можно определить напряжения смятия осм и среза т :

Поперечные сечения шпонок определяются диаметром вала в соответствии с ГОСТом. Поэтому для передачи больших крутящих моментов необходимо принимать большую длину шпонки, а иногда и устанавливать несколько шпонок на одном валу.

Разновидностью напряженного многошпоночного соединения является шлицевое. Оно позволяет передавать большие крутящие моменты при небольшой длине ступиц деталей, сидящих на валу.

Для этого типа соединений вал фрезеруют так, что промежутки между пазами образуют ряд расположенных по окружности выступов - шлицов. Отверстие ступицы детали, предназначенное для соединения с валом, делают с соответствующими пазами (рис. 2.6).

По своей форме шлицы изготавливают прямобочными при параллельности боковых граней, эвольвентными и треугольными с центрированием ступицы по наружному диаметру вала, по диаметру впадин или по боковым поверхностям шлицов.

Шлицевые соединения имеют ряд преимуществ по сравнению со шпоночными: лучшее центрирование соединяемых деталей, большая нагрузочная способность, меньшее ослабление вала и меньшее напряжение смятия (вследствие влияния боковой поверхности шлицов).

23

r-3

P TJ

T Stf-sir

1

Расчет шва сварных соединений на прочность ведется различно в зависимости от типа соединения и вида шва. Для расчета принимают, что действующие усилия распределяются равномерно по длине шва, а напряжения - равномерно по сечению.

Стыковые швы рассчитывают на растяжение или сжатие. При этом определяется длина шва, которая зависит от действующей растягивающей силы Р, толщина свариваемых деталей S и допускаемого напряже-

25

торой металл плавится вследствие прогрева его пламенем газовой горелки.

Для получения неразъемных соединений применяются и заклепочные соединения (рис. 2.8), в которых две или несколько деталей соединяются заклепками. Заклепка - круглый стержень с головкой на одном конце. Головка на другом конце образуется при осаживании заклепки.

В процессе осаживания не только формируется головка, но осаживаемый металл стержня плотно заполняет отверстие, в котором находится заклепка. Осаживание может осуществляться холодным способом, если диаметр заклепки не превышает 10 мм, и горячим - при диаметре более 10 мм.

Для скрепления деталей, изготовленных из сплавов меди и белой листовой стали, применяются неразъемные соединения, получаемые пайкой.

Для скрепления пластмассовых деталей между собой или со стальными применяются неразъемные клееные соединения.

26

В последнее время в связи с созданием специальных сортов различных клеев применение клееных соединений значительно возрастает.

2.4.Передачи

2.4.1. Общие сведения

Передачей называется устройство, предназначенное для передачи

4механической энергии на расстоянии. В зависимости от способа передачи энергии различают передачи механические и передачи с преобразованием энергии (гидравлические, электрические и пневматические). В строительных и дорожных машинах наиболее распространенными являются механические и гидравлические передачи. Передачи не только передают движение, но изменяют скорость, а иногда характер и направление движения.

Вкаждой передаче тело, которое передает мощность, называется ведущим, а тело, которому передается эта мощность, ведомым.

Взависимости от способа передачи движения от ведущего тела вращения ведомому различают передачи трением с непосредственным контактом тел вращения и зацеплением, а также передачи с гибкой связью (рис. 2.9). Передачи трением с непосредственным контактом тел вращения носят название фрикционных (рис. 2.9, а), а с гибкой связью - ременных (рис. 2.9, б).

Передачи зацеплением при непосредственном контакте могут быть зубчатыми (рис. 2.9, в) или червячными (рис. 2.9, г), а с гибкой связью - цепными (рис. 2.9, д).

Основным параметром любой передачи является передаточное число, под которым понимают отношение угловой скорости ведущего тела передачи к угловой скорости ее ведомого тела или соответствующее отношение чисел оборотов:

При i > 1 ведомый вал передачи вращается медленнее ведущего, а при - i < 1 наоборот^Зыстрее ведущего. В строительных машинах в большинстве применяются в большенстве передачи, у которых i > 1, то есть замедляющие . Это необходимо для уменьшения скорости движения рабочего органа машины при больших угловых скоростях вала двигателя или для увеличения крутящего момента.

27

Нмый вал первой пары является ведущим для второй и т.д.

•28

В замедляющих передачах крутящий момент на ведомом валу всегда больше, чем на ведущем, так как снижение скорости обеспечивает

Очевидно, отношение N j п р е д с т а в л я е т собой коэффициент полезного действия передачи г], а с ^ / а>2 - передаточное число.

Следовательно,

щем валу крутящий момент будет возрастать, а мощность, вследствие потерь на трение в подшипниках и в самой передаче, уменьшаться.

2.4.2. Ременные передачи

Ременная передача состоит из ведущего и ведомого шкивов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга и соединенных между собой натянутым бесконечным ремнем на них (рис. 2.10, а). Благодаря трению,развиваемому между ремнем и шкивами, вращение ведущего

29