Материал: Учебный курс для студентов очной и заочной форм обучения

По профилю различают следующие шлицевые соединения (рис. 32):прямобочные (а) - число шлиц     Z = 6, 8, 10, 12;звольвентные (б)- число шлиц      Z = 12, 16 и более;треугольные (в) - число шлиц      Z = 24, 36 и более.Рис. 32Эвольвентные шлицы создают меньшую концентрацию напряжений у основания шлица, поэтому в настоящее время получают преимущественное распространение. Треугольные шлицы мелкие, поэтому мало ослабляют вал, однако они способны передавать лишь относительно небольшую нагрузку.Шлицевые соединения применяются с центрированием ступицы по валу (рис. 33):а) по наружному диаметру;б) по внутреннему диаметру;в) по боковым граням.Рис. 33 Соединение (в), во избежание термических короблений, требует чистовой протяжки ступицы после термообработки, поэ тому твердость ступицы не может быть выше HRC=30. Соединение (б) требует шлифовки вала по посадочному диаметру на специальных станках, зато ступица может быть твердой, так как посадочный диаметр шлифуется на обычных внутришлифовальных станках. Соединение (в) допускает твердые шлицы на валу и на ступице, однако для обеспечения сборки, считаясь с возможных короблением шлицов при закалке, зазоры в соединении должны быть увеличенными.В сравнении со шпонками шлицы:+           имеют большую несущую способность;+           лучше центрируют колесо на валу;+           усиливают сечение вала за счёт большего момента  инерции ребристого сечения по сравнению с круглым;`           требуют специального оборудования для изготовления отверстий. Основными критериями работоспособности шлицов являются:è      сопротивление боковых поверхностей смятию (расчёт аналогичен шпонкам);è      сопротивление износу при фреттинг-коррозии (малые взаимные вибрационные перемещения).Расчет шлицевых соединенийСмятие и износ связаны с одним параметром – контактным напряжением (давлением)  s_см. Это позволяет рассчитывать шлицы по обобщённому критерию одновременно на смятие и контактный износ. Допускаемые напряжения [s]_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, d_ср – средний диаметр шлицевого соединения. Для эвольвентных шлицов рабочая высота принимается равной модулю профиля,  за d_ср  принимают делительный диаметр.Условные обозначения прямобочного шлицевого соединения составляют из обозначения поверхности центрирования D, d или b, числа зубьев Z, номинальных размеров dxD (а также обозначения полей допусков по центрирующему диаметру и по боковым сторонам зубьев). Например, D 8 x 36 H7/g6 x 40 означает восьмишлицевое соединение с центрированием по наружному диаметру с размерами d = 36 и D = 40 мм и посадкой по центрирующему диаметру H7/g6. Заклёпочные соединения           Образуются с помощью специальных деталей – заклёпок.  Заклёпка имеет грибообразную форму и выпускается с одной головкой (закладной) вставляется в с овместно просверленные детали,  а затем хвостовик ударами молотка или пресса расклёпывается, образуя вторую головку (замыкающую). При этом детали сильно сжимаются, образуя прочное, неподвижное неразъёмное соединение.Достоинства заклёпочного соединения:+         соединяют не свариваемые детали (Al);+         не дают температурных деформаций;+         детали при разборке не разрушаются.Недостатки заклёпочного соединения:`        детали ослаблены отверстиями;`        высокий шум и ударные нагрузки при изготовлении;`        повышенный расход материала.Заклёпки изготавливают из сравнительно мягких материалов: Ст2, Ст3, Ст10, Ст15, латунь, медь, алюминий.Заклёпки стандартизованы и выпускаются в разных модификациях.è      С плошные с полукруглой головкой (а) ГОСТ 10299-80, 14797-85  для силовых и плотных швов;è      Сплошные с плоской головкой (б) ГОСТ 14801-85 для коррозионных сред;

è      Сплошные с потайной головкой (в) ГОСТ 10300-80, 14798-85 для уменьшения аэро- и гидросопротивления (самолёты, катера);è      Полупустотелые (г,д,е) ГОСТ 12641-80, 12643-80  и  пустотелые (ж,з,и) ГОСТ 12638-80, 12640-80 для соединения тонких листов и неметаллических деталей без больших нагрузок.Заклёпки испытывают сдвиг (срез) 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 s_см=P/Sd ≤[s]_см,где S – толщина наименьшей из соединяемых деталей. При проектировании заклёпочных швов как, например, в цистернах, необходимо следить, чтобы равнодействующая нагрузок приходилась на центр тяжести шва.Следует симметрично располагать плоскости среза относительно линии действия сил, чтобы избежать отрыва головок.Кроме того, необходимо проверять прочность деталей в сечении, ослабленном отверстиями. Вопросы для самопроверки1. Для какой резьбы угол между гранями витка равен нулю?1.      Метрической2.        Трапецеидальной3.        Прямоугольной4.      Упорной2. Для какой резьбы угол между гранями витка равен 30 градусам?1.      Метрической2.        Трапецеидальной3.        Прямоугольной4.      Упорной3. Какая резьба имеет профиль в виде неравнобочной трапеции?1.      Метрическая2.        Трапецеидальная3.        Прямоугольная4.      Упорная4. Какие резьбы относятся к крепежным?1.      Метрическая2.        Упорная3.        Прямоугольная4.      Трапецеидальная5. Какие резьбы применяются в винтовых механизмах?

1.      Метрическая2.        Упорная3.        Трапецеидальная4.      Прямоугольная6. Какую резьбу лучше применять в самотормозящейся передаче винт-гайка?1.      Однозаходную с небольшим углом подъема резьбы2.        Однозаходную с большим углом подъема резьбы3.        Многозаходную с небольшим углом подъема резьбы4.      Многозаходную с большим углом подъема резьбы7. Из какого условия определяется средний диаметр резьбы при проектировании винтовой пары?1.      Прочности витков резьбы на срез2.        Износостойкости рабочих поверхностей витков резьбы3.        Устойчивости винта4.      Прочности витков резьбы на изгиб8. Какая резьба обеспечивает самый высокий к.п.д.?1.      Треугольная2.        Прямоугольная3.        Трапецеидальная4.      Упорная9. Резьба М12. Что обозначает цифра 12?1.      Наружный диаметр резьбы2.        Средний диаметр резьбы3.        Внутренний диаметр резьбы4.      Шаг резьбы10. Какие крепежные детали используются для стопорения резьбовых соединений?1.      Болт2.        Винт3.        Шайба4.      Шплинт11. Что относится к недостаткам передач винт-гайка?1.      Низкий к.п.д.2.        Плавность и бесшумность3.        Большой выигрыш в силе4.      Повышенный износ резьбы вследствие большого трения12. Для какой резьбы коэффициент рабочей высоты профиля равен 0,5?1.      Упорной2.        Трапецеидальной3.        Треугольной4.      Прямоугольной13. Какие из перечисленных резьб выполняются только самотормозящими?1.      Метрическая2.        Трапецеидальная3.        Упорная4.      Прямоугольная14. Какие из способов стопорения гаек основаны на принципе повышения и стабилизации трения в резьбе?1.      Контргайки2.        Пружинные шайбы3.        Жесткое соединение гайки со стержнем винта4.      Жесткое соединение гайки с деталью специальными шайбами15. Какой болт называется напряженным?1.      Затянутый до приложения внешней нагрузки2.        Нагруженный внешней растягивающей силой3.        Нагруженный силой, действующей в плоскости стыка4.      Нагруженный моментом, действующим в плоскости стыка

16. Какая деформация является определяющей при расчете резьбы на прочность?1.      Растяжение и изгиб2.        Растяжение и срез3.        Срез и смятие4.      Смятие и изгиб17. По каким напряжениям проверяют прочность болта, если болты установлены без зазора, а внешняя нагрузка сдвигает соединение (момент действует в плоскости стыка)?1.      Среза и растяжения2.        Среза и смятия3.        Среза и изгиба4.      Среза и кручения18. При эксцентричном нагружении болта, которое возникает из-за непараллельности опорных поверхностей детали и гайки или головки болта, в стержне болта, кроме напряжений растяжения, возникают дополнительные напряжения, значительно превосходящие указанные. Какие это напряжения?1.      Сжатия2.        Среза3.        Кручения4.      Изгиба19. При установке болтов с зазором и действии внешней нагрузки, сдвигающей детали в стыке, необходимо затянуть болтовое соединение так, чтобы исключить возможность смещения соединяемых деталей. Какие напряжения возникают в стержне болта в этом случае?1.      Среза2.        Среза и смятия3.        Растяжения4.      Растяжения и кручения20. Чему равен угол между гранями витка в метрической резьбе?1.      55 градусов2.        33 градуса3.        30 градусов4.      60 градусов21. Как называется деталь, показанная на рисунке?1.      Болт2.        Винт3.        Шпилька4.      Винт с потайной головкой22. Как называется деталь, показанная на рисунке?1.      Болт2.        Винт3.        Шпилька4.      Винт с потайной головкой23. Как называется деталь, показанная на рисунке?1.      Болт2.        Винт3.        Шпилька4.      Гайка24. Как называется деталь, показанная на рисунке?1.      Болт2.        Винт3.        Шпилька4.      Гайка25. Как называется соединение, показанное на рисунке?