Презентация на тему "Сборка соединений с гарантированным натягом"
презентация к уроку
Презентация подготовлена для преподавателей ведущих дисциплину " Организация и технология сборки, регулировки и испытания машин и оборудования различного назначения» по профессии "Слесарь механосборочных работ" и "Слесарь по ремонту автомобилей" в НПО и СПО.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 Сборка соединений с гарантированным натягом" | 568.75 КБ |
| tema_4.3_sborka_shlitsevyh_soedineniy.pptx | 261.47 КБ |
| tema_4.2_sborka_shponochnyh_soedineniy.pptx | 264.73 КБ |
| tema_4.4_sborka_konicheskih_soedineniy.pptx | 98.54 КБ |
| tema_4.5_sborka_shtiftovyh_soedineniy.ppt | 2.03 МБ |
| tema_5.1_sborka_sostavnyh_valov_i_muft.pptx | 720.15 КБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
В месте соединения детали упруго деформируются - диаметр посадочных (контактирующих) поверхностей становится общим , на поверхностях деталей возникает контактное давление и соответствующие ему силы трения. Силы трения обеспечивают неподвижность соединения и позволяют воспринимать вращающий момент, осевую силу и изгибающий момент. Нагрузочная способность соединения зависит от величины натяга , который в свою очередь зависит от величины нагрузки . С помощью натяга можно осуществлять сборку не только цилиндрических деталей, но и призматических и конических.
Соединения с натягом применяют для установки на валы и оси зубчатых колес, шкивов, звездочек, маховиков, подшипников качения и т.д., используют при изготовлении составных коленчатых валов, червячных колес и др. Соединения деталей с натягом относят к неразъемным соединениям условно, т.к. они допускают ограниченное число разборок и новых сборок. Достоинства соединений с натягом: простота конструкции; хорошее восприятие больших статических и динамических нагрузок; хорошее центрирование соединяемых деталей; возможность разборки соединений (ограниченно ).
Недостатки соединений с натягом: сложность разборки; возможность уменьшения натяга соединяемых деталей и повреждения их посадочных поверхностей при сборке (запрессовке), а вследствие этого – требование повышенной точности изготовления посадочных поверхностей (например, пониженная шероховатость); высокая концентрация напряжений у краев отверстия втулки. По способу сборки различают соединения с натягом выполненные: прессованием ; температурным деформированием ( нагревом втулки либо охлаждением вала).
Прессование – достаточно распространенный и несложный способ сборки, выполняемый на прессах; однако, у данного метода есть недостатки : смятие и частичное срезание шероховатостей посадочных поверхностей , возникновение неравномерных деформаций деталей по длине к онтакта и повреждений их торцов. Срезание и смятие шероховатостей приводят к ослаблению прочности с оединения до 1,5 раз по сравнению с соединением выполненным температурным деформированием.
Сборку температурным деформированием выполняют с предварительным нагревом охватывающей (втулки) или с охлаждением охватываемой детали (вала) . Температура нагрева должна быть ниже температуры низкого отпуска, чтобы не происходило структурных изменений в металле, т.е. изменений физико-механических свойств материала ( t =200- 400 град ). Для охлаждения вала используют твердую углекислоту ( t =-75 град ) или жидкий воздух ( t =-190 град ), жидкий азот ( t =- 195 град ).
Контроль качества соединения
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Шлицевые соединения широко применяют в машиностроении. Они предназначены для передачи больших крутящих моментов. По сравнению со шпоночными такие соединения имеют следующие преимущества: при шлицевом соединении достигается более точное центрирование детали по валу; вал почти не ослаблен, особенно при большом количестве шлицев, когда впадины можно сделать неглубокими; при сборке шлицевых соединений не требуется никаких слесарно-пригоночных операций, так как после механической обработки деталей таких соединений получается полная их взаимозаменяемость.
Типы шлицевых соединений по форме зубьев (шлицев)
Самый распространенный профиль шлицев - прямобочный , но теперь стали применять шлицы с эвольвентным профилем, обеспечивающим лучшее центрирование деталей, чем с прямобочным . Треугольные шлицы используют только при небольших нагрузках и на валах небольшого диаметра. Шлицевые соединения, имеющие подвижные посадки, собирают вручную без пригонки. Шлицевые соединения различают по способу центрирования втулки относительно вала: по боковым сторонам шлицев; по наружному диаметру; по внутреннему диаметру.
Когда точность центрирования не имеет существенного значения и в то же время необходимо обеспечить достаточную прочность соединения, применяют центрирование по боковым сторонам шлицев (карданное сочленение в автомобилях). Когда в механизмах необходимо осуществить кинематическую точность (станки, автомобили и др.), применяют центрирование по одному из диаметров. Центрирование по наружному диаметру, как более экономичное, применяют для термически необработанных охватывающих деталей, а также для таких деталей, у которых твердость после термической обработки допускает калибрование протяжкой.
В зависимости от посадки центрирующих поверхностей шлицевые соединения бывают подвижные, легкоразъемные и тугоразъемные . При сборке подвижных и легкоразъемных шлицевых соединений охватывающие детали устанавливают на охватываемые используя небольшие силы. Т.к. в них имеются зазоры то их проверяют покачиванием. В правильно собранном соединении покачивание недопустимо . При тугоразъемных шлицевых соединениях для напрессовки охватывающей детали используют специальные приспособления или нагрев охватывающей детали до 80…120 град С. После сборки проверяют биение охватывающей детали.
Сборку шлицевых соединений отличает сложность обеспечения точного бокового или радиального зазора (натяга) и соосности сопрягаемых деталей. Погрешность взаимного расположения осей приводит к наличию не всех, а одного или нескольких шлицев, что вызывает сокращение ресурса соединения. Поэтому при сборке важно обеспечить правильное центрирование охватываемых деталей. В процессе сборки прямозубых шлицевых соединений центрирование выполняют по наружному диаметру выступов охватываемой детали, в соединении с эвольвентными шлицами - по профилям зубьев, при треугольных шлицах - по боковым профилям шлицев.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Шпонка - деталь в виде стержня, устанавливаемая в разъем двух соединяемых деталей (пазы вала и насаженной на него детали). Шпонки служат для закрепления на валах или осях шкивов, маховиков, зубчатых колес, рычагов, муфт с целью передачи крутящего момента , а также передвижения по валу зубчатого колеса или шкива на ходу, не выключая механизма; при этом шпоночная канавка выполняется по всей длине той части вала, по которой должна передвигаться деталь. Для установки шпонок на деталях делают углубления - шпоночные канавки по формам и размерам шпонок. Сборка шпоночных соединений
Основные типы шпоночных соединений Сегментная шпонка Тангенциальная шпонка Призматическая шпонка Клиновая шпонка Соединение скользящей шпонкой
Призматические шпонки обеспечивают лучшее центрирование вала с сопрягаемой деталью и позволяют осуществлять как неподвижные, так и подвижные соединения. Призматические шпонки закладывают в шпоночные канавки так, чтобы между верхней гранью шпонки и дном канавки верхней детали был зазор. Крутящий момент передается боковыми гранями шпонки, поэтому призматические шпонки должны иметь гарантированный натяг па боковым сторонам в шпоночной канавке.
Клиновые шпонки имеют вид брусков прямоугольного сечения с широкими рабочими гранями. Уклон рабочей грани по длине равен 1:100. Для обыкновенных клиновых шпонок паз на валу делается без уклона, а паз в ступице детали, закрепляемой шпонкой, имеет уклон относительно оси. По форме клиновые шпонки бывают без головки и с головкой . Клиновые шпонки применяют при сборке сборочных единиц, не требующих высокой точности, так как они смещают ось ступицы по отношению к оси вала и при короткой ступице могут вызвать перекос. Слесарную пригонку клиновых шпонок выполняют слесари высокой квалификации, так как это сложная и трудоемкая oпeрация .
Тангенциальные шпонки выполняются составными из двух клиньев с уклоном 1:100 и прямоугольным общим поперечным сечение . Шпонки этого типа лучше всего приспособлены для соединения деталей, передающих вращение только в одном направлении. В тех случаях, когда вал по условиям работы механизма вращается в обе стороны, необходимо ставить две тангенциальные шпонки под углом 120° друг к другу. Такая шпонка, несколько ослабляя вал, вместе с тем обеспечивает более надежное крепление, поэтому с успехом применяется на валах больших диаметров.
Сегментные шпонки закладываются круглой стороной в гнездо вала или втулки. Они, как и призматические, передают крутящий момент своими боковыми сторонами, а между верхней узкой гранью шпонки и дном паза ступицы обязательно должен быть радиальный зазор. Такие шпонки применяются при передаче небольших крутящих моментов и устанавливаются на валах диаметром до 55 мм. Основными преимуществами соединения с сегментными шпонками являются простота и дешевизна изготовления как самих шпонок, так и шпоночных пазов. Сегментные шпонки вытачивают на токарном станке, пазы на валу фрезеруют дисковой фрезой, а пазы в ступице выполняют протягиванием на протяжном станке.
Благодаря этому соединение получается настолько надежным, что может передавать не только крутящий момент, но и осевые усилия. Ненапряженное шпоночное соединение осуществляется с помощью призматических шпонок. Они устанавливаются в пазах ступицы и вала без зазора по боковым сторонам, а по широким граням имеют зазор, поэтому соединение получается ненапряженным и может передавать только крутящий момент, но не осевые усилия. Шпоночные соединения могут быть напряженными и ненапряженными. Напряженное шпоночное соединение осуществляется с помощью клиновых шпонок. При сборке они забиваются в пазы ступицы и вала ударами молотка через мягкую прокладку и своими широкими гранями упираются в тело соединяемых деталей, создавая при этом большие усилия распора.
Последовательность сборки призматических шпоночных соединений пригоняют шпонку к пазу вала, при этом, если необходимо, опиливают боковые поверхности шпонок; медным молотком осаживают шпонку на место, п оверхность шпонки должна быть параллельна оси вала; дно шпоночной канавки должно быть параллельно оси отверстия. При необходимости широкую поверхность шпонки опиливают или обрабатывают на шлифовальном или строгальном станке; легкими ударами медного молотка, с помощью пресса или струбцин (или с применением нагрева) сопрягаемую деталь насаживают на вал. Способ насадки выбирается в зависимости от натяга в соединении. При любом способе (запрессовкой или с нагревом) нужно следить за тем, чтобы шпонка плотно сидела в пазу вала; перекос шпонки может привести к заклиниванию деталей.
В соединениях с большими шпонками (сечением 28 х 16 мм и более) рекомендуется, кроме того, проверять по краске взаимное прилегание наклонных поверхностей. При надевании втулки на вал клиновую шпонку следует устанавливать в канавке вала несколько далее нужного положения, но так, чтобы она своими боковыми гранями направляла движение втулки. Сразу после посадки охватывающей детали на место следует забить шпонку. Если деталь располагается на конце вала и шпонка устанавливается со стороны торца, то сначала нужно надеть деталь, а потом забить шпонку. Головка клиновой шпонки в затянутом состоянии должна отстоять от торца ступицы не ближе чем на 0,8—1,0 высоты шпонки.
Последовательность сборки клиновых шпоночных соединений проверяют посадку шпонки в пазах вала и отверстия по боковым сторонам. Шпонка должна перемещаться в пазах свободно, поэтому зазор между боковыми поверхностями шпонки и сторонами шпоночных канавок выдерживается в рекомендованных пределах. Например, для шпонок сечением 10 х 8 мм допустим зазор до 0,30 мм; для шпонок 28 х 16 - до 0,40 мм; для шпонок 60 х 32 - до 0,60 мм; проверяют прилегание широкой грани шпонки ко дну паза во втулке. Обе поверхности должны иметь одинаковый уклон, что можно проверить, измерив внутренний размер . При одинаковых уклонах поверхность шпонки, прилегающая к валу, должна быть параллельна оси отверстия, т.е. размеры, замеренные с обеих сторон втулки, должны быть равны. В противном случае одну из широких плоскостей шпонки следует припилить .
Последовательность сборки тангенциальных шпоночных соединений П оследовательность сборки , та же,что и клиновых. В каждом из пазов тангенциального соединения работают две шпонки. Очень важно, чтобы наклонные поверхности шпонок хорошо прилегали друг к другу. Прилегание поверхностей следует проверять по краске, а требуемые исправления делать припиливанием . В ходе взаимной пригонки наклонных поверхностей необходимо проверять параллельность двух других поверхностей, осуществляющих натяг между валом и ступицей. Проверка производится измерением штангенциркулем, штангенрейсмусом или микрометром в двух местах.
Стоит отметить, что в единичном и мелкосерийном производстве сборка шпоночных соединений все еще часто сопровождается пригонкой. Пригонка шпоночных соединений, особенно при сборке тяжелых и ответственных узлов, одна из наиболее трудоемких сборочных операций, требующих высокой квалификации рабочих. В условиях массового производства пригонка шпонок в процессе сборки обычно не делается . Пригоночные работы допускаются в тех случаях, когда к шпоночным соединениям предъявляются особые требования по точности.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
В машиностроении зубчатые колеса, шкивы, маховики, муфты часто сопрягаются с валом с помощью конических соединений. Коническое соединение (рис. 22, а, б, в, г) собирают с гарантированным натягом, который осуществляется за счет напрессовки ступицы на вал. Насаженную на вал деталь крепят гайкой с шайбой. В машиностроении зубчатые колеса, шкивы, маховики, муфты часто сопрягаются с валом с помощью конических соединений. Коническое соединение ( рис1, а , б, в, г) собирают с гарантированным натягом, который осуществляется за счет напрессовки ступицы на вал. Насаженную на вал деталь крепят гайкой с шайбой. Рис. 1. Конические соединения: а – неправильное; б – правильное; в, г - соединение с пластмассовым компенсатором; 1 - охватывающая деталь; 2 - охватываемая деталь; 3 - пластмассовый компенсатор.
Конические соединения обеспечивают по сравнению с цилиндрическими лучшее центрирование сопрягаемых деталей. Однако эти соединения очень чувствительны к несовпадению конусности у сопрягаемых поверхностей. Сборка при тепловом воздействии осуществляется путем нагревания охватывающей или охлаждения охватываемой детали. Прочность таких соединений при передаче крутящего момента или осевого усилия в 3 раза больше прочности соединений, полученных обычным запрессовыванием одной детали в отверстие другой.
Объясняется это тем, что при таком способе сборки неровности сопрягаемых поверхностей не сглаживаются как при запрессовывании , что увеличивает величину натяга. Тепловое воздействие применяется при сборке цилиндрических и конических соединений. Сборка с нагреванием. Общий нагрев деталей производится в газовых, электрических печах или в жидкой среде. В качестве жидкости используются вода и минеральные масла. При повышенной температуре нагрева применяется касторовое масло. Крупногабаритные детали подвергают местному нагреву, обычно газовым пламенем. Не рекомендуется нагревать детали выше 450 °С. .
Сборка с охлаждением. Если охватывающая деталь имеет большой вес и габариты и сложно обеспечить ее нагрев, то применяют сборку с охлаждением охватываемой детали . Применение холода целесообразно во всех случаях, когда посадочные места расположены на концах вала или близко к ним. В качестве охлаждающей жидкости при сборке неподвижных соединений в машиностроении чаще применяется азот. При использовании метода охлаждения значительно сокращается трудоемкость сборки, повышается качество неподвижных соединений за счет применения больших натягов.
Охлаждение применяется при установке в отверстия деталей бронзовых, стальных и чугунных втулок, а также для установки на валы полумуфт, зубчатых колес, дисков, маховиков и др. деталей . Сборку конических соединений осуществляют в следующей последовательности: на коническую поверхность вала наносят тонкий слой краски; вводят вал в отверстие; по отпечатку краски на поверхности отверстия охватывающей детали оценивают степень ее прилегания к конической поверхности шейки вала;
охватывающую деталь напрессовывают на вал или вал запрессовывают в охватывающую деталь, используя специальные прессы и приспособления. Чтобы компенсировать погрешности изготовления конических сопрягаемых деталей, используют пластмассовые прослойки. Сущность способа: после сборки конического соединения, зазор между сопрягаемыми деталями заполняется жидкотекучей пластмассой. После затвердевания пластмасса превращается в жесткий компенсатор нужного размера и формы, являющийся неотъемлемой частью одной из сопрягаемых деталей.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
ШТИФТОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ Общие сведения Штифтовое соединение это соединение с применением детали, которая называется Штифт (рис. 3). а) б) Рис. 3. Штифтовые соединения а – соединение зубчатого колеса с валом, б) – соединение уголка с пластиной
Штифт представляет собой стержень с цилиндрической или конической рабочей поверхностью и служит для фиксации деталей от- носительно друг друга в определенном положении. По форме рабочей поверхности штифты делятся на две группы: цилиндрические и конические. а) б) Штифты а – цилиндрический, б – конический
Штифты могут быть простой формы, например штифты цилиндрические по ГОСТ 3128-70 и конические по ГОСТ 3129-70 и более сложной формы,например: цилиндрические с внутренней резьбой незакалённые по ГОСТ 9464-79; закле- почные по ГОСТ 10774-80;пружинные по ГОСТ 14229–78;насеченные по ГОСТ 12850-80; конические с внутренней резьбой незакалённые по ГОС Т9464-79,разводные ГОСТ 19119–80, с резьбой цапфой (с наружной резьбой) по ГОСТ 9465-79.
По точности рабочей поверхности штифты подразделяются на три класса точности: А, В, С. Наибольшая точность – класс А, наименьшая - класс С. При этом каждому классу точности соответствует определенное исполнение (отличие по форме): классу А - исполнение1, классу В - исполнение 2, классу С - исполнение 3 (см. рис. 5, 6). Класс точности А (исполнение 1) Класс точности В (исполнение 2) Класс точности С (исполнение 3) Рис. 5. Классы точности и исполнения цилиндрических незакаленных штифтов
Класс точности В (исполнение 2) Класс точности А (исполнение 1) Рис. 6. Классы точности и исполнения конических незакаленных штифтов
Материал, из которого изготавливают незакаленные штифты Сталь 45. Закаленные штифты изготовляют из углеродистых качественных или легированных сталей. Штифты могут быть с покрытием окисным, пропитанным маслом или фосфатным, пропитанным маслом, а также без покрытия. Допускается по согласованию между изготовителем и потребителем применять другие марки материалов и другие виды покрытий. Значения параметров шероховатости Ra рабочих поверхностей штифтов не должны быть для каждого класса точности более тех, что указаны в стандарте. Значения параметров шероховатости проверяются путем сравнения с образцами шероховатости (ГОСТ 9378-75) или специальными приборами.
Схема построения и примеры условного обозначения штифтов Примеры условного обозначения незакаленных цилиндрических штифтов без покрытия диаметром d = 4 мм, длиной l = 24 мм: исполнения 1 Штифт 4 × 24 ГОСТ 3128-70, то же исполнения 2 Штифт 2. 4 × 24 ГОСТ 3128-70, то же исполнения 3 Штифт 3. 4 × 24 ГОСТ 3128-70
По функциональному назначению штифты различают крепежные и установочные. В соединении зубчатого колеса с валом (рис. 3а) штифт является крепежным элементом, а в соединении уголка с пластиной (см. рис. 3 б) такие же штифты являются установочными элементами. Штифтовое соединение для передачи вращательного движения состоит как минимум из трех деталей: вал, втулка (колесо, шкив и т.п.) и штифт (рис. 7). Рис. 7. Штифтовое соединение для передачи вращательного движения
На практике штифтовое соединение выполняют следующим образом. • Вначале осуществляют сборку : на валу устанавливают в нужноеположение втулку (колесо, шкив, и т.д.), и закрепляют в приспо- соблении; Рис. 8. Втулка с предварительным отверстием • Затем в сборе просверливают отверстие под штифт насквозь через втулку (например, ступицу колеса) и вал, иногда во втулке заранее делают отверстие меньшего диаметра (рис. 8), через кото- рое в дальнейшем сверлится отверстие под штифт; • Далее аккуратно забивают штифт в выполненное отверстие.
Штифтовое соединение применяют для передачи вращательногодвижения в слабонагруженных конструкциях и при небольших частотах вращения. Однако для исключения вылета штифта под действием центробежных сил применяют стопорение штифта (рис. 9), винтами,пружинными кольцами, а иногда просто обвязкой проволокой. а) б) Рис. 9. Способы стопорения штифтов. а – винтом, б – пружинным кольцом
Определение размеров цилиндрического штифта Диаметр штифта d зависит от диаметра вала dв(шт) на участке установки штифта. Предварительно рассчитывают диапазон dшт значений диаметра штифта dшт = (0,2…0,25) dв (шт) . Диаметр штифта d окончательно назначают следующим образом: из стандартного ряда значений диаметра штифта попавших в диапазон dшт выбирают большее, если в диапазоне dшт не оказалось ни одного стандартного значения, то назначают из стандартного ряда ближайшее большее. Предварительно минимальная длина штифта lшт принима- ется равной диаметру ступицы dст : lшт = dст ,где диаметр ступицы dст = dв(шт) + 2 × d . Длина штифта l окончательно назначается из стандартногоряда длин штифтов. Из двух табличных значений l ближайших к l шт выбирается большее. Примечание. Допускается некоторое увеличение диаметра сту- пицы до уравнивания со значением длины штифта.
Особенности изображения штифтового соединения на чертежах На разрезах, когда секущая плоскость проходит вдоль оси штифта (фронтальный и профильный разрезы на рис.10), штифт показывают нерассеченным. Рис.10. Штифтовое соединение При этом на продольном по отношению к валу разрезе, на рисунке 10 – это фронтальный разрез, где вал показан нерассеченным, вблизи штифта выполняют местный разрез вала.
На изображении штифта с торцевой поверхности не показывают фаски штифта (рис. 11). Рис. 11. Соединение штифтом В поперечном разрезе штифт показывают рассеченным (рис. 12).
Рис. 12. Поперечный разрез штифтового соединения
КЛЕММОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Клеммовое соединение (от нем. Klemme — зажим) — соединение валов и осей со ступицей, имеющей один или 2 продольных разреза, которая стягивается одним или несколькими винтами или болтами с гайками. Соединения применяются для передачи крутящего момента или осевой силы на вал или на ось со стороны ступицы, или наоборот. Соединение обеспечивается силами трения, действующими между поверхностями вала и отверстия детали. Клеммовые соединения (рис. 9) применяют в том случае, когда место закрепления рычага на валу непостоянно. Вследствие действия силы Р, сжимающей клеммы и растягивающей болт, между поверхностями ступицы рычага и вала возникает сила трения, равная Nf , где N -нормальное давление между половинами ступицы, создаваемое затяжкой болта, а f - коэффициент трения.
Рис.9
Затяжка болтов должна быть такой, чтобы момент трения Nfd равнялся внешнему моменту QL или для надежности был бы больше, обычно на 20 %, т.е. Nfd =1,2 QL, откуда где Q - усилие на рычаге, Н; L - длина рычага, мм; d - диаметр дала, мм. Приближенно зависимость между силой Р и давлением N определяют, приравнивая моменты сил Р и N относительно точки С. или где l - расстояние от оси болта до центра вала, мм; Р - сила, сжимающая клеммы и растягивающая болт, Н.
Пример. Груз Q =300 Н закреплен на одном плече горизонтального рычага длиной L =500 мм; другое плечо рычага связано клеммовым соединением с валом диаметром d =40 мм. Нагрузка статическая. Определить диаметр клеммовых болтов. Решение. Расчетная нагрузка для болта принимают f=0,2; l=40 мм, тогда Выбирают болт М16, площадь его сечения F=141 мм2. Рабочее напряжение растяжения что вполне допустимо .
Конструкция и применение Клеммовые соединения применяют для закрепления деталей на валах и осях, цилиндрических колоннах, кронштейнах и т. д. Один из примеров клеммового соединения (закрепление рычага на валу) изображен на рис.5.1
По конструктивным признакам различают два основных типа клеммовых соединений: а) со ступицей, имеющей прорезь (рис. 5.1, а); б) с разъемной ступицей (рис. 5.1, б). Разъемная ступица несколько увеличивает массу и стоимость соединения, но при этом становится возможным устанавливать клемму в любой части вала независимо от формы соседних участков и других расположенных на валу деталей. При соединении деталей с помощью клемм используют силы трения, которые возникают от затяжки болтов. Эти силы трения позволяют нагружать соединение как моментом (Г=Л), так и осевой силой Fa. Ранее отмечалось, что передача нагрузки только силами трения недостаточно надежна. Поэтому не рекомендуют применять клеммовые соединения для передачи больших нагрузок. Достоинства клеммового соединения: простота монтажа и демонтажа, самопредохранение от перегрузки, а также возможность перестановки и регулировки взаимного расположе¬ния деталей
Расчет на прочность В зависимости от выполнения соединения при расчете можно рассмотреть два предельных случая (рис. 5.2).
Первый случай. Клемма обладает большой жесткостью, а посадка деталей выполнена с большим зазором (рис. 5.2, а). При этом можно допустить, что контакт деталей происходит по линии, а условие прочности соединения выражается в виде (5.1) где Fn — реакция в месте контакта; /—коэффициент трения По условию равновесия любой половины клеммы, Fn 2F3aT, где jF,aT — сила затяжки болтов. Подставив значение Fn в формулы (5.1), найдем (5.2) Второй случай. Клемма достаточно гибкая, форма сопрягаемых деталей строго цилиндрическая, зазор в соединении близок к нулю (рис. 5.2, б). В этом случае можно полагать, что давление ρ распределено равномерно по поверхности соприкосновения деталей, а условия прочности соединения выражаются в виде. По аналогии с формулой (1.22) и рис. 1.22, рассматривая равновесие полуклеммы, записываем p = 2F3aJ{db). После подстановки и сокращения получаем
относительная простота конструкции, простота сборки или монтажа, возможность передачи большого крутящего момента или осевой силы. В отличие от шпоночного и зубчатого соединений, может служить также для крепления частей механизма под произвольным углом, а не только соосно, а также крепить деталь к валу в произвольном месте его длины. Достоинства клеммового соединения: простота монтажа и демонтажа, самопредохранение от перегрузки, а также возможность перестановки и регулировки взаимного расположе¬ния деталей Недостатки :затруднена точная установка ступицы относительно вала. предельная осевая сила и крутящий момент ограничены силами трения сцепления.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Часто в конструкциях машин и механизмов встречаются составные валы, т.е. валы, состоящие из двух, трех и более частей. В зависимости от конструкции механизма и требований, предъявляемых к точности взаимного расположения валов, применяют различные виды соединительных устройств - муфт . Основное назначение этих соединительных устройств - передача вращательного движения и крутящего момента без изменения его направления и величины . Если в процессе работы механизма валы должны быть постоянно соединены, то применяют ж есткие и подвижные соединительные , а если необходимо разъединение валов - то сцепные ; для предохранения механизмов от перегрузок применяют предохранительные муфты .
Конструкция и сборка жестких соединительных муфт. Для соединения строго соосных валов используют жесткие муфты следующих конструкций: неподвижные глухие; втулочные (со штифтами, призматическими и сегментными шпонками, шлицевые): свертные (продольные и поперечные). Неподвижные глухие муфты ( рис.1) предназначены для жесткого соединения валов. При эксплуатации этих муфт смещение валов не должно превышать 0,05 мм. Применяют эти муфты преимущественно в приводах, в которых требуется жесткое и надежное соединение валов; в передачах, работающих с переменной скоростью или в режиме частого пуска.
Рис.1. Жесткие муфты а - неподвижная глухая; б-д - втулочные; е - продольно- свертная ;
Рис.2 .
Сборку составных валов с неподвижными глухими муфтами следует выполнять в следующей последовательности : проверить соответствие соосности и перекоса осей соединяемых валов техническим требованиям ; подогнать полумуфты к валам так, чтобы между валами и выточками в полумуфтах не было зазора ; установить в полумуфты шпонки и стопорные кольца ; установить полумуфты в сборе на соединяемые валы; произвести предварительное стягивание полумуфт двумя болтами, расположенными по диагонали;
проверить отсутствие зависания полумуфт на шпонках и стопорных кольцах (причиной зависания может быть некачественная пригонка шпонок и колец по посадочным местам ); в случае зависания пригонку шпонок и стопорных колец повторить, проведя ее более тщательно ; установить еще два болта и затянуть полумуфты окончательно ; зашплинтовать гайки болтового соединения.
Втулочные муфты служат для соединения соосных валов при передаче крутящих моментов величиной до 12500 Н·м . Эти муфты соединяют с валом при помощи штифтов, призматических и сегментных шпонок ; шлицов (рис.1, б-д ). Сборка составных валов, соединяемых втулочной муфтой при помощи штифтов, осуществляется следующим образом : проверить соответствие размеров посадочных мест валов по чертежу; проверить соответствие размеров посадочных мест втулочной муфты требованиям чертежа; установить втулочную муфту на призмах и закрепить; просверлить в одной стенке муфты два отверстия под штифты ;
проверить соосность соединяемых валов на соответствие требованиям технических условий; установить соединительную втулочную муфту на валы; используя установленную втулочную муфту в качестве кондуктора, просверлить отверстия в соединяемых валах и второй стенке муфты; развернуть совместно отверстия в стенках муфты и валах; установить штифты в отверстия муфты и валов; проверить собранное соединение на биение.
Сборка втулочных муфт с призматическими и сегментными шпонками ( рис.1, в , г ). Последовательность работ следующая: проверить взаимное расположение валов на соответствие требованиям технических условий; проверить соответствие размеров посадочных мест на валах и во втулке требованиям чертежа; осуществить пригонку шпонок по пазам вала; установить шпонки на валах; пригнать паз соединительной втулочной муфты по шпонкам; установить соединительную втулочную муфту на валы; зафиксировать положение соединительной втулочной муфты относительно валов при помощи стопорного винта;
проверить собранное соединение валов на радиальное биение. Сборка составных валов при помощи соединительных шлицевых втулочных муфт (рис.1 , д ) осуществляется в так же, что и при сборке муфт со шпонками. Однако следует иметь в виду, что при использовании в соединении валов с втулочной муфтой посадок с натягом, последнюю следует перед установкой на валы нагреть в ванне с горячим маслом. Поперечно- свертные муфты ( рис. 2) применяют для соединения соосных валов диаметром до 250 мм при передаваемом крутящем моменте величиной до 40000 Н·м . Муфта состоит из двух полумуфт перпендикулярных оси вала, соединяемых между собой болтами .
Сборка поперечно- свертных муфт осуществляется в следующей последовательности: проверить соответствие отклонения валов от соосности требованиям технических условий; проверить соответствие размеров посадочных мест валов требованиям чертежа; проверить соответствие посадочных размеров полумуфт требованиям чертежа; установить шпонки на соединяемых валах; сверлить отверстия в одной из полумуфт под установочные болты; используя центрирующий выступ полумуфты, соединить полумуфты и зафиксировать их взаимное положение; используя полумуфту с просверленными отверстиями в качестве кондуктора, сверлить
отверстия под установочные болты во второй полумуфте; установить полумуфты на валах; произвести контроль полумуфт на осевое и радиальное биение; ввести соединительные болты в отверстия полумуфт ; установить на болты шайбы; навинтить гайки и затянуть их; произвести стопорение резьбового соединения от самопроизвольного отвинчивания; произвести контроль собранного соединения на осевое и радиальное биение . Конструкция и сборка подвижных соединительных муфт. В качестве жестких компенсирующих муфт используют зубчатые, цепные и крестовые муфты.
Конструкция и сборка подвижных соединительных муфт. В качестве жестких компенсирующих муфт используют зубчатые, цепные и крестовые муфты.
Зубчатые муфты состоят из двух втулок-полумуфт с наружными зубьями, которые устанавливают на валах при помощи шпонок. Зубья втулок находятся в зацеплении с внутренними зубьями двух обойм. Обоймы соединяют между собой болтами. Зубчатые муфты широко применяют для соединения валов, особенно в тяжелом машиностроении, где передают большие моменты и затруднена точная установка узлов. Компенсирующую способность муфты обеспечивают созданием зазоров между сопряженными зубьями и приданием бочкообразной формы зубьям зубчатых венцов втулок. Зубчатые сопряжения муфт работают в масляной ванне. В муфтах предусмотрены отверстия для слива и залива в них масла, уплотнения для герметизации.
В цепных муфтах в качестве соединительного элемента применяют цепи роликовые однорядные и двухрядные Достоинство муфт: при монтаже и демонтаже не требуется осевого смещения узлов. Для удержания смазочного материала муфту закрывают кожухом, разъемным в осевой плоскости. Чтобы предотвратить утечку масла, в кожух встраивают уплотнения. Кожух обычно выполняют литым из легких сплавов. При сборке между плоскостями разъема ставят уплотняющую прокладку. Так как вследствие отклонений от соосности валов звездочки-полумуфты имеют радиальные и угловые смещения, кожух надевают на ступицы звездочек с некоторым зазором.
Чтобы кожух вращался вместе со звездочками, его фиксируют на ступице установочным винтом или штифтом, который одновременно удерживает кожух от смещения в осевом направлении. Так как в шарнирах самой цепи и в сопряжении ее со звездочками имеются зазоры, цепные муфты не применяют в реверсивных приводах, а также в приводах с большими динамическими нагрузками . К рестовые муфты предназначенны для соединения валов с радиальным смещением, они допускают также осевое и угловое смещения соединяемых валов. Из крестовых муфт наиболее распространена кулачково-дисковая. Она состоит из двух полумуфт, промежуточного плавающего диска и кожуха .
Насаженные на валы полумуфты соединяются между собой диском благодаря тому, что на торцах диска имеются выступы, которые вставляют в пазы полумуфт. Так как выступы расположены взаимно перпендикулярно, то муфта обеспечивает свободное радиальное перемещение соединяемых валов. Она допускает также осевое и угловое перемещения валов.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Презентация - Полиэтиленовые материалы, методы соединения
Полиэтиленовые материалы, методы соединенияЗарождение газовой промышленности относится к концу 18-начала 19 веков когда газ получаемый из каменного угля (светильный газ) стали использовать для освещен...
Презентация на тему "Резьбовые соединения"
В презентации даны основные понятия резьбового соединения...
Конспект и презентация к занятию "Болтовое соединение"
Конспект и презентация к занятию "Болтовое соединение" к разделу "Машиностроительное черчение" по теме "Резьбовые соединения"....
Презентация по теме Разъемные соединения для уроков по инженерной графике
В презентации указывается болтовое соединение, стандартное и упрощенное изображение, винтовое, шпилечное- резьбовые соединения и шпоночные....
Методическая разработка по учебной дисциплине «Технические измерения» Тема: «Типы посадок: с зазором, с натягом, переходные»
Методическая разработка выполнена для преподавателей учебной дисциплины: «Технические измерения» по теме: «Типы посадок: с зазором, с натягом, переходные».На ...