3.2.5 Клеммовые соединения

Клеммовые (фрикционно-винтовые) соединения представляют собой фрикционные соединения, в которых необходимое нормальное давление создается затяжкой винтов.

Клеммовые соединения применяют для закрепления на валах и круглых стержнях деталей типа кривошипов, шкивов и т.п., преимущественно при необходимости последующих перестановок.

Достоинства клеммовых соединений:

- допускают установку под любым углом и в любом положении;

- просты в изготовлении, монтаже и демонтаже.

Недостатки:

- малая нагрузочная способность;

- большие габаритные размеры;

- повышенный дисбаланс и, как следствие, невозможность использования при высоких скоростях вращения.

Расчет на прочность клеммовых соединений

В зависимости от выполнения соединения различают два расчетных случая:

1) абсолютно жесткая клемма установлена с зазором – контакт с валом линейный;

2) податливая клемма установлена на валу без зазора – контакт с валом равномерный, контактное давление р постоянно и действует по всей поверхности сопряжения деталей.

Расчетная схема клеммового соединения представлена на рис. 3.44.

Рис. 3.44 Расчетная схема клеммового соединения

Практически реальные клеммовые соединения рассматриваются как среднее между этими крайними случаями и расчет на прочность проводят по следующим формулам:

при действии только вращающего момента Т

; (3.56)

при действии только осевой силы F_a

; (3.57)

где f – коэффициент трения (для чугунных и стальных деталей, работающих без смазки f = 0,15 …0.18);

d – диаметр сопряжения.

Для определения необходимой силы затяжки болтов преобразуем формулы (3.56, 3.57) к виду

; ; (3.58)

где К_з – коэффициент запаса по сдвигу (К_з = 1,3…1,8);

z – число болтов, расположенных с одной стороны вала.

В случае одновременного действия осевой силы и вращающего момента расчет выполняют по результирующей силе

. (2.59)

В заключение необходимо выполнить расчет болтов на прочность по найденной необходимой силе затяжки F_зат.

Контрольные вопросы

1. Основные типы резьб и области их применения?

2. Основные детали резьбовых соединений?

3. Основные способы стопорения резьбовых соединений?

4. Значение коэффициента усиления в крепежных винтах (отношение силы на винте к силе на рукоятке ключа)?

5. Как повысить равномерность распределения нагрузки по виткам резьбы гайки?

6. Типовые случаи нагружения резьбовых соединений? В каких конструкциях они встречаются?

7. Как обеспечивается надежность соединения по условию нераскрытия стыка?

8. Основные типы шпонок, области их применения?

9. Как проводится расчет шпонок на прочность?

10. Виды шлицевых соединений и способы их центрирования.

11. Какие способы центрирования прямобочных шлицевых соединений позволяют получить наибольшую точность центрирования?

12. Критерии работоспособности шлицевых соединений?

13. Назначение, виды и методы расчета штифтовых соединений.

14. Преимущества и недостатки шпоночных, шлицевых, профильных и штифтовых соединений в сравнении друг с другом?

15. В каких случаях применяют клеммовые соединения?

16. Преимущества и недостатки клеммовых соединений.

17. Принцип расчета клеммовых соединений.