Расчет болтов клеммовых соединений

Клеммовые соединения (рис. 2.39) относятся к фрикционным: их функционирование основано на действии сил трения от затяжки болтов. Клеммовые соединения используют для крепления на валах и стержнях цилиндрической формы таких деталей как кривошипы, шкивы и т. п.

Достоинствами клеммового соединения являются простота монтажа и демонтажа, возможность установки и переустановки деталей в любом месте данного участка вала и под любым углом по отношению к валу; недостатками – ненадежность передачи нагрузки только силами трения и относительно большие габаритные размеры. Для увеличения сил трения, а, следовательно, несущей способности соединения контактные поверхности перед сборкой посыпают порошком корунда или применяют оксидирование или гальваническое покрытие сопрягаемых поверхностей. Как правило, для передачи больших перегрузок клеммовые соединения не используют.

Рис. 2.39. Клеммовые соединения

а)

FTP

FTP

FX

FTP

б)

FTP

FTP

FTP

Fn

FX

T

T

По конструктивным признакам различают два типа клеммовых соединений – со ступицей, имеющей прорезь (рис. 2.39а), и с разъемной ступицей (рис. 2.39б)

Клеммовое соединение, имеющее прорезь, более жесткое, но для его монтажа требуется протяжка клеммы по валу до участка установки, что накладывает ограничения на размеры (диаметры) участков валов, находящихся до места расположения клеммы. Клеммовое соединение с прорезной ступицей менее жесткое и несколько большего веса и стоимости, но форма соседних участков вала (и других расположенных на валу деталей) на его установку не влияет.

 

Расчет клеммового соединения, нагруженного крутящим моментом

Условие неподвижности клеммы относительно вала:

, (2.75)

где – момент, создаваемый силами трения, Н×мм;

Т – крутящий момент, Н×мм;

К_б – коэффициент безопасности.

С учётом, что Z – число болтов с одной стороны клеммы, а f – коэффициент трения, каждый из болтов затягивается усилием F_ОТ, со стороны болтов на клемму действует усилие F_ОТ, со стороны вала – нормальная реакция F_n в месте контакта, а в сторону, обратную возможному смещению, будут возникать силы трения (рис. 2.40.):

, (2.76)

(2.77)

(2.78)

, (2.79)

(2.80)

. (2.81)

 

Рис. 2.40. Расчетная схема клеммового соединения, нагруженного крутящим моментом

 

 

Усилие затяжки каждого болта из Z болтов клеммы:

. (2.82)

Расчет болта на прочность проводят по формуле

. (2.83)

Расчет клеммового соединения, нагруженного осевым усилием

В расчете первой и второй клеммовой конструкции при нагружении осевым усилием F_х существует заметная разница.

1. Конструкция с прорезной клеммой (рис. 2.39 а).