Вопрос 9. Общие сведения о штифтовых соед, расчет.

Штифтовые соединенияприменяют при небольших нагрузках преимущественно в приборостроении. Соединяемые детали сопрягаются при этом по переходным посадкам.

Для исключения выпадения в процессе работы используют штифты: с насеченными канавками, вальцованные, резьбовые. Часто для этих же целей произ­водят разведение концов штифтов.

Основные типы штифтов стандартизо­ваны. Их изготовляют из углеродистых сталей 30, 45, 50 и др.

По характеру работы штифтовое соеди­нение подобно заклепочному (работает на срез и смятие). Для расчета соединения используют те же зависимости. Условие прочности при срезе радиального штифта,

а условие прочности по смятию

где Ft - срезающая сила (осевая или окружная); i - число поверхностей среза; Ас=πd2/ 4 - площадь штифта при срезе; Асм=d(D-d1) - площадь поверхности смятия (сжатия); [τc]=70?80 МПа­ - допускаемое напряжение при срезе; [σсм] =200?300 МПа - допускаемое напряжение при смятии.

Срезающая сила при передаче вра­щающего момента Ft=2T/d1.

Штифты диаметром d=(0,1?0,15)dв и длиной l=(3?4)dв (dв - диаметр вала) устанавливают по посадке с натягом Н7/r6 в отверстия, совместно просверленные и развернутые при сборке в валу и ступице по стыку посадочных поверхностей.

Многоштифтовые соединения этого типа по прочности близки к шлицевым.

 

Вопрос 10. Общие сведения о профильных соед, расчет. Профильным называется разъемное соединение, у которого ступица насаживается на фасонную поверхность благодаря которой осуществляется передача вращательного движения.Более совершенными являются профильные соединения с овальным контуром поперечного сечения Данный профиль обладает свойством равноосности, т.е. постоянством диаметрального размера. Простейшим профильным соединением является соединение вала, имеющего на конце квадратное поперечное сечение.

Профильные соединения в осевом направлении могут быть цилиндрическими или коническими. Конические профильные соединения характеризуются удобством демонтажа, но по сравнению с цилиндрическими, они сложнее в изготовлении и дороже.

По сравнению со шпоночным соединением у профильных соединений лучшее центрирование сопрягаемых деталей, несколько меньшая концентрация напряжений и возможность точной обработки рабочих поверхностей с требуемой твердостью.

К основным недостаткам этих соединений можно отнести сложность и трудоемкость изготовления фасонных поверхностей, их относительно высокую стоимость и большие напряжения смятия.

Расчет профильных соединений. Основным критерием работоспособности профильного соединения является ограничение удельной нагрузки, которая вызывает смятие рабочих поверхностей.

Для профильного соединения при расчете на прочность предполагают, что зазор в соединении равен нулю.

Эпюра напряжений смятия при действии внешней нагрузки в поперечном сечении изменяется по треугольнику, а в продольном - постоянная вдоль оси.

Уравнение равновесия моментов всех сил и моментов относительно центра сечения имеет вид:

,

где равнодействующая сила от действующего напряжения смятия;

плечо равнодействующей силы;

длина ступицы.

Учитывая значения , условие прочности будет иметь вид:

.