Вопросы на экзамен по ДМ (детали машин)

Страница 2

Припои должны быть легкоплавкими, хорошо смачивать соединяемые поверхности, обладать прочностью, пластичностью, непроницаемостью.

Типы паянных соединений: в нахлёстку, телескопический, встык, вскок, втавр, соприкасающийся.

Расчёт на прочность для стыковых

Условие прочности σ = F/A<=[σ΄]p

Где А – площадь A=S*B

[σ΄]p – допускаемое напряжение материала паяного шва

τ =F/A<= [τ΄]ср А=l*B

Общие сведения о клеевых соединений

Клеевые соединения – неразъёмные соединения деталей клеящим веществом за счёт сил поверхностного схватывания (отгезией) и внутренней межмолекулярной связей (кагезией) клеюшим слоем.

Достоинства:

1 возможность соединения деталей из разного материала

2 соединение очень тонких листов не подвергающиеся сварки и пайки

3 герметичность

4 высококоррозионная стойкость

5 пониженная концентрация напряжений

6 небольшая масса

Недостатки:

1 сравнительно невысокая прочность особенно при неравномерном отрыве, что накладывают требования на конструкцию

2 ограниченная теплостойкость

3 снижение прочности с течением времени (старение)

4 высокие требования технологии производства соединения

Виды: нахлёсточные, стыковые по косому срезу, с накладками

Общие сведения о соединениях деталей с натягом.

Соединение с натягом это условное неразъёмное соединения которые широко используется в конструкции машин, для передач вращающего момента от вала к ступицы детали или наоборот .

Достоинства: 1 простота конструкций 2 хорошее центрирование соед деталей 3 восприятие значительных статических и динамических нагрузок.

Недостатки: 1 монтаж и демонтаж соединении требует дополнительных соединений 2 как правило уменьшение натяга соед деталей и повреждение их сопрягаемых поверхностей при разборки и последующей сборки 3 требование повышенной точности изготовления детали при одновременной пониженной шероховатости сопрягаемых поверхностей.

Определение величины натяга и выбор посадки соединения детали с натягом

Необходимая величина натяга обеспечивается удельнчм давлением в сопряжении и как следствие силами трения

Где S - коэф запаса сцепления

Fтр=fN=fπdDl

N – сила нормального давления f – коэф трения

Тогда требуемое удельное давление на поверхности сопряжения для обеспечения работоспособности (отсутствие относительного смещения сопрягаемых деталей)

удельное давление на посадочных поверхностях деталей соединения связано с номинальным расчётным натягом Nр и диаметром сопряжённых поверхностей d зависимостью Ляли

где Е1, Е2; М1, М2 – соответственно модули нормальной упругости и коэф Пуассона материалов охватывающий и охватываемой детали

С1, С2 – коэф жёсткости

Минимальный тредуемый натяг обеспечения работоспособности соединения равен:

N΄min= NP+UR+Ut +UV

где UR – поправка на обмятие микронеровностей призапресовки

Ut – поправка на температурную деформацию

UV – поправка учитывающая действие центробежных сил

Максимально возможный натяг в соединении ограничивается условием отсутствия для охватывающей и охватываемой детали

- предел текучести материала охватывающей и охватываемой детали

По минимально требуемому натяг с учётом max возможного натяга по таблице предельных натягов с учётом диаметра сопряжения выбирают посадку в соединении.

Способы образования соединения с натягом

При сборке, разборки соед с натягом используют один из способов: запрессовка; нагрев охватывающей детали; охлаждение охватываемой, гидрозапресовка.

Запрессовка : простейший высокопроизводительный способ, обеспечивающий возможность контроля силы запрессовки. Способ связан с разрушением сопряжённых поверхностей и затрудняющие применения покрытия.

Нагрев охватывающей детали: способ обеспечивает повышение прочности сцепления более чем в 1,5 раза по сравнению с запрессовкой.

Недостатки: возможность изменения структуры металлов, появление окалины и коробления.

Охлаждение охватываемой детали: способ преимущественно применяется для соед деталей небольших габаритов.

Крепёжные детали. Методы изготовления резьб

Болт – крепёжное изделие в форме стержня с наруж резьбой на одном конце и головкой на другом. Образующее соединение при помощи гайки или резьбового отверстия в одном из соединяемых изделий. Форма головки болта позволяет при монтаже для передачи крутящего момента захватывать её инструментом с наружи или имеет квадрат. подголовок или ус.

Винт – крепёжное изделие для образования соединения или фиксации, выполненное в форме стержня с резьбой на одном конце и с конструктивным элементом для передачи крутящего момента на другом, который может быть выполнен в виде головки с накатом ,головки со шлицем.

Методы изготовления резьбы

1 нарезка вручную 2 нарезка на токарно-виноторезных и спец станках 3 фрезерование на спец резьбофрезерных станках 4 накаткой на спец резьбонакатных станках автоматах 5 литьём на деталях из стекла, пластмассы, металлокерамики 6 выдавливанием на тонкостенных изделиях из жести, пластмассы.

Силовое отношение в винтовой паре при завинчивание, самоторможение в винтовой паре.

Рассмотрим усилия возникающие в винтовой паре пи завинчивании.

Рассмотрим элемент гайки нагруженной внешней осевой силой Fа и равномерно вращающейся под действием силы Fт приложенной к окружности диаметра резьбы. Т.к. элемент гайка находится в равновесии то Ft=Fa *tg(φ+ψ) это соотношение справедливо для прямоугольной резьбы

Чтобы гайка или винт не отвинчивались без торможения необходимо обеспечить условия самоторможения. Необходимо чтобы момент в резьбе был больше нуля.

Момент завинчивания и КПД винтовой пары.

Для затяжки резьбового соединения необходимо приложить

момент завинчивания Тзав=Fкл*Lкл ; Lкл=15d

При затяжке резьбового соединения Тзав расходится на преодоление моментов сил трения резьбы Тр и на опорной поверхности гайки Тm Тзав= Тр+Тm

Сила трения Трез=1/2*Fзат*d2=Fзат*d2*tg(φ+ψ)

На опорной поверхности

d2 – внутренний диаметр Тm=1/2Fзат*f *(Pd0/2)

КПД винтовой пары представляет главным образом для механизмов с резьбами, для передачи движения

η=(Fd*l*sinψ)/(FT*l*cosψ)=tgψ/tg(φ΄+ψ )

η – отношение полезной работы к затраченной

tgψ=P/π*d2=nP/πd2

Общие сведения о шпоночных соединениях. Расчёт на прочность.

Шп соединения это разъёмные соединения которые используются в конструкциях машин для передачи крутящего момента от вала к ступицы и наоборот.

Типы: призматические , сигментные, климовые, тангенциальные, шпонка штифт,

Шп соед могут быть: а) ненапряжённые (призматические, сигментные); б) напряжённые (климовые, тангенциальные, шпонка штифт)

Достоинства: 1 простота конструкций 2 относительно невысокая стоимость 3 удобства сборки и разборки.

Недостатки: 1 трудность взаимозаменяемости 2 снижение прочности сопряженных деталей 3 не рекомендуется применение для быстровращающихся валов

Условие прочности:

Общие сведения о шлицевых соединениях. Способы центрирования. Расчёт на прочность.

Шл соед – разъемные соединения предназначены для передачи вращающего момента от ступицы к валу и наоборот.

Достоинства: 1 значительно большая нагр способность при одинаковых габаритах 2 взаимозаменяемость 3 лучшее центрирование деталей 4 высокая надёжность при переменных и реверсивных нагрузках 5отсутствие диз баланса, что важно для быстровращающихся деталей 6 выигрыш в осевых размерах.

Недостатки: 1 более сложная технология изготовления 2 более высокая стоимость

Способы центрирования: 1 по наружному диаметру 2 по внутреннему диаметру 3 по боковым поверхностям зубьев.

Основным критерием работоспособности зуб соед явл смятие

Условие прочности:

σсм=(2Т/dсрZhlψ)<=[σ]см

где Т – вращающий момент; dcp – средний диаметр по высоте зуба ; Z – число зубьев; h – раб высота зуба; l – длина соединения ; ψ – 0,7-0,8 коэф неравномерности распределения нагрузки м/у зубьями