POŁĄCZENIA KSZTAŁTOWE

Połączenia kształtowe są to takie

połączenia, gdzie zasadnicza rolę przy

przenoszeniu siły lub momentu, pomiędzy

dwoma połączonymi częściami odgrywają

odpowiednio ukształtowane powierzchnie

pracujące tych elementów.

Wyróżnia się:
-połączenia pośrednie: wpustowe,
kołkowe, klinowe,
-połączenia bezpośrednie: wypustowe,
wieloboczne.

Połączenia wpustowe

Połączenia wpustowe przenoszą moment z wału
na piastę lub odwrotnie

luz

Połączenia wpustowe mogą

być:

Narzędzia a) spoczynkowe (wcisk)
b) przesuwne (wcisk na

wale

lużno w

piaście)

Rozkład sił działających na

wpust

'

P’ Para sił P obraca wpust.
P Para sił P’ przeciwstawia
się obrotowi. Reakcja

wału

P’ d na wpust jest równowa-
r żona przez reakcję wału
M na piastę. Rekcja ta działa
a na ramieniu a i jest

odchy-

lona o kąt tarcia
r =







sin

2

d

P

R

Rozwiązanie

korzystniejsze:

-symetria obciążenia
P -możliwość

przenoszenia

większego momentu,
P a ale droższe bo

precyzja

M

wykonanie.

Pasowanie wpustów

P

D10

J9 P9

h9 h9 h9

P

H9 N9 P9

ruchowe zwykłe

spoczynkowe

Sposób doboru wpustów

- Wymiary wpustu

b

i

h

dobieramy z normy,

długość

l

obliczamy z nacisków.

- Warunek na naciski

l- długość [mm]

h- wysokość [mm]
b- szerokość [mm]
i- ilość
F- siła obciążająca

wpust [N]

M- moment [Nmm]

dop

p

i

h

l

F

p





2

2

d

M

F 

 

mm

hdip

M

l

dop

4



Połączenia klinowe

W połączeniu klinowym występuje klin

posiadający zbieżne dwie przeciwległe
ściany.

Od klina wymaga się aby był samohamowny

tzn. aby nie wypadał z gniazda pod
wpływem obciążenia zewnętrznego.

a więc stosuje się

1



2









2

2

1





100

1

20

1

2

1











tg

tg

Połączenia z klinem

wzdłużnym

Geometrycznie podobny do połączenia

wpustowego ale z uwagi na odmienną

budowę(zbieżność klina) inny jest rozkład sił

w złączu i sposób montażu. Wbicie klina

powoduje powstanie w złączu napięcia

wstępnego.

Klin:
- ustala wzdłużnie,
- ale występują w konstrukcji wysokie

naciski a więc również tarcie,

- powoduje przesunięcie osi koła względem

osi wału.



n

F

F

a

M

n

F

n

F

n

F

T

T

T

Rozkład nacisków w połączeniu wzdłużnym

wpuszczany styczny

wklęsły

M = W

o

k

s

> M

t

=T d = F

n

d

F T

1

+T

2

=F

n

+F

n

tg( )













)]

(

[













tg

F

F

n



1

T

2

T

Klin jako maszyna prosta

Drąg

Q

1



2



F

F

1



2



1



2



2

Q

2

Q

1

R

2

R

klin

tuleja

2

R

1

R

'

T

F 

1

R

F

'

T

2

R

F

'

T

)

sin(

1

1

1



 

R

Q

1

1



 

)

sin(

1

1

1



 

R

2

2



 

2

2



 

1

1



 

Q

;

)

sin(

'

1

1

1

'









R

T

);

cos(

1

1

1

'











R

T

F

;

)

cos(

1

1

'

1











T

F

R

;

)

(

)

(

)

sin(

)

cos(

'

1

1

'

'

1

1

1

1

'

'































tg

T

F

T

F

T

'

1

1

'

'

)

(

)

(





 









tg

T

F

F

T

F

;

:

'

T

F 

'

1

1

'

)

(

1















tg

T

F

F

'

1

1

'

)

(

1















tg

F

T

F

drą

Klin

Sprawność

)];

(

)

(

[

2

2

1

1

'



















tg

tg

T

F

Q

'

2

1

2

2

1

1

)

(

1

)

(

)

(



























tg

tg

tg

F

Q

;

Lw

Lu





;

2



Fftg

Lu

);

(

2











Fftg

Qf

Lw











2

1

;

)

(

)

(

2

2























tg

tg

Fftg

Fftg

Połączenie klinowe stożkowe

n

F

w

F

r

F

w

Siła rozsadzająca

piastę

F

n

Naciski powierzchniowe

n

Złącze jest samohamowne gdy po zdjęciu siły Fw złącze nadal jest zdolne przenieść

obciążenie. Po zdjęciu siły Fw

tuleja

kurcząc

się

zechce

wycisnąć

drąg.

Siła tarcia zmieni kierunek działania. Siła F zdolna utrzymać

drąg wyniesie







;

)

sin(









W

n

F

F

;

)

(









tg

F

F

w

r

;

stoż

r

A

F

p

s

śr

n

t

M

d

F

M





2



;

)

(

)

(

)

(























tg

tg

F

tg

F

F

w

r

;

)

(

)

(















tg

tg

F

F

w

Połączenia kołkowe

Stosowane w budowie maszyn dla ustalania części maszyn.

walcowy stożkowy stożkowy karbowy
z gwintem

rurkowy rozprężny

Wymiary kołków są znormalizowane.

zwijany z taśmy

l

d

6

m

l

50

:

1

50

:

1

Zastosowanie kołków

max

p

k

d

d

a

F

M

max

max

4

1

2

2

p

dd

p

d

d

F

k

k





Moment

y

przenoszon

ze

wzglęzg

na

naciski

wyniesie

max

2

max

6

1

3

2

4

1

p

d

d

d

p

dd

a

F

M

k

k

p







Monent

y

przenoszon

ze

wzglęzg

na

scinanie

d

k

d

d

F

M

t

k

t

t

4

2







t

p

M

M 

otrzymamy

d

k

d

p

d

d

t

k

k

4

6

1

2

max

2





d

k

dp

d

k

p

d

d

t

t

k

21

,

0

3

2

3

2

max

max

2











Łączenie płyt Naciski
F
a Ścinanie
F d

k

a

Z obu warunków znajdujemy grubość płyt a ponieważ

można przyjąć

że to

dop

k

p

ad

F

p





4

max

t

k

k

d

F





2

4





dop

t

p

k 

;

4

4

2

k

k

d

F

ad

F





;

k

d

a





k

d

a

3



Połączenia sworzniowe











Bardziej urozmaicona konstrukcja kołka (połączenia

ruchowe).

Obliczanie połączeń

sworzniowych .

modele obliczeniowe przy

różnych pasowaniach

luzno/luzno

luzno/ciasno







;

g

x

g

k

W

M







;

dop

p

dl

F

p





d

l

Połączenia wieloboczne

Stosowane połączenia:
- czworokątne, trójkątne, okrągłe ze ścięciem.

Moment jaki

złącze przenosi

M = F

m

e;

e

max

p

m

F

m

F

b

;

3

2

b

M

e

M

F

m





;

4

1

2

2

1

max

max

.

lb

p

b

l

p

F

nac





.

nac

m

F

F 

;

3

2

4

1

max

b

M

lb

p



;

6

2

max

dop

p

lb

M

p





6

2

dop

lp

b

M 

l

Połączenia wielowypustowe

Połączenie bezpośrednie, bez elementu pośredniego. Wał i otwór

odpowiednio ukształtowane. Połączenie takie jest zdolne do
przeniesienia dużych obciążeń (momentu lub siły). Jest to połączenie o
symetrycznym obciążeniu, nie osłabia wału, w połączeniu równomiernie
rozkładają się naciski pomiędzy elementami współpracującymi.

Wykonanie elementów współpracujących jest złożone i wymaga

skomplikowanych i drogich narzędzi, dlatego konstrukcje te znajdują
zastosowanie w wyrobach produkowanych w dużych seriach.

Połączenia są stosowane do konstrukcji pracujących spoczynkowo jak
i ruchowo.
Połączenie spoczynkowe H7/h6
Połączenia ruchowe H7/f7
Obliczenia z – liczba wypustów
h – czynna

wysokość wypustu

l – czynna długość

wypustu

D

sr

– średnia

średnica

;

75

,

0

dop

p

zhl

F

p





;

2

śr

D

M

F 

dop

śr

zhp

D

M

l

75

,

0

2

