тема : Подвижные соединения деталей презентация

тема: Подвижные соединения деталей

Общие положения Детали машин соответствующим образом соединяются между собой, образуя подвижное соединение. Различают разъемные соединения, допускающие разборку деталей машин без разрушения элементов, и неразъемные, которые можно разобрать только после их полного или частичного разрушения. К разъемным соединениям относят: резьбовые; клиновые; штифтовые; шпоночные; зубчатые (шлицевые). К неразъемным соединениям относят: заклепочные; сварные; паяные; клеевые.

Неразъемные соединения ЗАКЛЕПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Общие сведения Образуются с помощью специальных деталей – заклёпок. Заклёпка имеет грибообразную форму и выпускается с одной головкой (закладной) вставляется в совместно просверленные детали, а затем хвостовик ударами молотка или пресса расклёпывается, образуя вторую головку (замыкающую). При этом детали сильно сжимаются, образуя прочное, неподвижное неразъёмное соединение. Достоинства : соединяют не свариваемые детали ; не дают температурных деформаций; детали при разборке не разрушаются. Недостатки: детали ослаблены отверстиями; высокий шум и ударные нагрузки при изготовлении; повышенный расход материала.

Виды заклепок Заклёпки стандартизованы и выпускаются в разных модификациях. а) Сплошные с полукруглой головкой ГОСТ 10299-80, 14797-85 для силовых и плотных швов; б) Сплошные с плоской головкой ГОСТ 14801-85 для коррозионных сред; в)Сплошные с потайной головкой ГОСТ 10300-80, 14798-85 для уменьшения аэро- и гидросопротивления (самолёты, катера); г, д, е) Полупустотелые ГОСТ 12641-80, 12643-80; ж ,з, и) пустотелые ГОСТ 12638-80, 12640-80 для соединения тонких листов и неметаллических деталей без больших нагрузок. Материал заклепок должен быть достаточно пластичным для обеспечения формования головок как при изготовлении заклепок, так и при их клепке. По роду материала различают стальные (Ст2,Ст3), алюминиевые, латунные, медные и другие заклепки.

Виды швов Соединение деталей машины или сооружения, осуществленное группой заклепок, называется заклепочным швом. По назначению различают: прочные для восприятия внешних нагрузок (применяются в металлических конструкциях машин и строительных сооружениях); прочноплотные, обеспечивающие герметичность соединения при восприятии значительных усилий (паровые котлы, резервуары, трубопроводы). В прочноплотных заклепочных швах в отличие от прочных швов кромки листов делают со скосом под углом 15...20° для подчеканки. Подчеканка кромок листов, а в особо ответственных случаях и головок заклепок по их краям, заключающаяся в осаживании металла инструментом, называемым чеканом, применяется для обеспечения герметичности прочноплотных швов. Во избежание химической коррозии в соединениях заклепки ставят из того же материала, что и соединяемые детали: стальные листы соединяют стальными заклепками, латунные — латунными и т. д.

Сварка Общие сведения Сварка—это технологический процесс соединения металлических деталей, основанный на использовании сил молекулярного сцепления происходящий при сильном местном нагреве их до расплавленного (сварка плавлением) или пластического состояния с применением механического усилия (сварка давлением). Затвердевший после сварки металл, соединяющий сваренные детали, называется сварным швом. Достоинства: экономия металла; низкая трудоемкость; дешевизна оборудования; возможность автоматизации; отсутствие больших сил и больших объёмов нагретого металла. Недостатки : появление остаточных напряжений ; коробление; плохое восприятие переменных и особенно вибрационных нагрузок; сложность и трудоемкость контроля качества сварных швов. Виды сварки применяют: ручную дуговую сварку плавящимся электродом; автоматическую дуговую сварку плавящимся электродом под флюсом; электрошлаковую сварку ; контактную сварку — стыковую, шовную и точечную. Первые три способа относятся к сварке плавлением, последний — к сварке плавлением или давлением.

Виды сварных соединений и типы сварных швов

Клеевые соединения Соединение на основе высококачественных синтетических клеев (фенольные, эпоксидные смолы, фенолокаучуковые композиции . В отличие от сварки склеиванием соединяют детали не только из однородных, но и разнородных материалов. Технология создания клеевых соединений состоит из подготовки склеиваемых поверхностей деталей ( очистка их от пыли, обезжиривания ,образования шероховатости; нанесения клея на эти поверхности и сборки деталей соединения; выдержки соединения при требуемых давлении и температуре. Виды клеевых соединений : а) нахлесточные; б) стыковые по косому срезу (в ус); в) с накладками. Клеевые соединения, работающие на срез, по сравнению с соединениями, работающими на отрыв, более прочны. Достоинства : возможность соединения деталей из разнородных материалов; герметичность; высокая коррозионная стойкость; хорошее сопротивление усталости. Недостатки : низкая прочность при неравномерном отрыве (отдире); ограниченная теплостойкость (до 250°С); зависимость прочности соединения от сочетания материалов ,температуры склеивания и условий работы соединения; требование точной пригонки поверхностей деталей.

Паяные соединения Пайка— это технологический процесс соединения металлических деталей посредством присадочного материала (металла или сплава), называемого припоем, основанный на диффузионном взаимодействии материалов соединяемых деталей . По конструкции паяные соединения подобны сварным и клеевым. Применяются в радиаторах автомобилей и тракторов, тонкостенных трубопроводах в приборостроении. Пайка позволяет соединять детали, из неоднородных металлов, например стальную деталь с алюминиевой. Перед пайкой паяемые поверхности деталей обезжиривают и очищают от окислов (флюсы -канифоль, бура, хлористый цинк). Различают легкоплавкие, или мягкие, припои (оловянно-свинцовые сплавы) с температурой плавления до 350 °С и тугоплавкие, или твердые (медноцинковые и серебряномедные сплавы), с температурой плавления выше 600 °С..  

Разъемные соединения Резьбовые соединения Резьбовые соединения относятся к разъемным и выполняются посредством сверления отверстий в соединяемых деталях, в которые вставляются резьбовые крепежные детали: болты, винты или шпильки. На выступающие концы болтов и шпилек навинчиваются гайки, затяжка которых обеспечивает соединение. При использовании винтов или шпилек в отверстиях одной из соединяемых деталей нарезается резьба. Крепежные резьбовые детали стандартизованы. Вид крепежных изделий зависит от толщины, формы и материала соединяемых деталей. Болты применяют, когда в соединяемых деталях можно сделать сквозные отверстия; винты или шпильки — в случае невозможности сделать сквозные отверстия в одной из деталей. Основным элементом резьбового соединения является резьба, которая получается путем прорезания канавок на поверхности деталей по винтовой линии

Достоинства и недостатки Достоинства: высокая надёжность; удобство сборки-разборки; простота конструкции; дешевизна (вследствие стандартизации); технологичность; возможность регулировки силы сжатия. Недостатки: концентрация напряжений во впадинах резьбы; низкая вибрационная стойкость (самоотвинчивание при вибрации)

Геометрические параметры резьбы Основными геометрическими параметрами цилиндрической резьбы являются: d — номинальный диаметр резьбы (наружный диаметр для винта); d1 — внутренний диаметр резьбы винта (по дну впадины); d2 — средний диаметр резьбы, т. е. диаметр воображаемого цилиндра, на котором толщина витка равна ширине впадины; р — шаг резьбы, т. е. расстояние между одноименными сторонами соседних профилей, измеренное в направлении оси резьбы; рh — ход резьбы, т. е. расстояние между одноименными сторонами одного и того же витка в осевом направлении: для однозаходной резьбы рh = р; для многозаходной рh = pzр, где z — число заходов. Ход равен пути перемещения винта вдоль своей оси при повороте на один оборот в неподвижной гайке; α — угол профиля резьбы; ψ — угол подъема резьбы, т. е. угол, образованный разверткой винтовой линии по среднему диаметру резьбы и плоскостью, перпендикулярной оси винта tgψ= ph/ πd2. Из формулы следует, что угол ψ возрастает с увеличением числа заходов резьбы. ­

основные типы резьб Метрические резьбы. Профиль в виде равностороннего треугольника. Радиальный зазор делает ее негерметичной. Метрические резьбы делятся на резьбы с крупным и мелким шагом. В качестве крепежной применяют резьбу с крупным шагом, так как она менее чувствительна к износу и неточностям изготовления. Резьбы с мелким шагом меньше ослабляют деталь .. Дюймовая резьба. Имеет профиль в виде равнобедренного треугольника с углом при вершине =55. Применяются только при ремонте деталей импортных машин Трубная резьба. Трубная цилиндрическая резьба дюймовой резьбой, но с закругленными выступами и впадинами. Отсутствие радиальных зазоров делает резьбовое соединение герметичным. Применяется для соединения труб. Высокую прочность соединения дает трубная коническая резьба.

основные типы резьб Трапециидальная резьба. Это основная резьба в передаче винт – гайка. Ее профиль равнобедренная трапеция с углом =30. Характеризуется небольшими потерями на трение с треугольным профилем. Упорная резьба – имеет профиль в виде не равнобокой трапеции с углом =27. Для упорной резьбы КПД выше, чем у трапециидальной. Применяется в передаче винт – гайка при больших односторонних осевых нагрузках. Прямоугольная резьба. Профиль – квадрат. У нее самый высокий КПД из всех резьб. Обладает пониженной прочностью. Применяется в малонагруженных передачах винт – гайка. Круглая резьба.Угол профиля =30 Резьба характеризуется высокой динамической прочностью.

Стопорение Известны следующие виды стопорения.  Стопорение дополнительным трением, за счёт создания дополнительных сил трения, сохраняющихся при снятии с винта внешней нагрузки.   Контргайка воспринимает основную осевую нагрузку, а сила трения и затяжки в резьбе основной гайки ослабляется. Необходима взаимная затяжка гаек. Самоконтрящиеся гайки с радиальным натягом резьбы после нарезания резьбы и пластического обжатия специальной шейки гайки на эллипс. Иногда самоконтрящиеся гайки выполняются с несколькими радиальными прорезями.  Гайки с полиамидными кольцами без резьбы, которая нарезается винтом при завинчивании, обеспечивают большие силы трения. Применяют полиамидную пробку в винте. Контргайка цангового типа (слева) при навинчивании обжимается на конической поверхности. Контргайка арочного типа (справа) при навинчивании разгибается и расклинивает резьбу. Пружинные шайбы обеспечивают трение в резьбе. Повышают сцепление врезанием своих острых срезов. Изготавливаются для правой и левой резьбы. Создают некоторое смещение нагрузки. У пружинных шайб с несколькими отогнутыми усиками сила упругости направлена строго по оси болта. При спокойных нагрузках резьбы стопорят специальными винтами через медную или свинцовую прокладку или деформированием гайки с прорезями, перпендикулярными оси.  

Шпоночные соединения Шпоночное соединение образуют шпонка 1, вал 2 и ступица 3 колеса (шкива, звездочки и др.). Шпонка представляет собой стальной брус, устанавливаемый в пазы вала и ступицы. Она служит для передачи вращающего момента между валом и ступицей. Основные типы шпонок стандартизованы. Шпоночные пазы на валах получают фрезерованием дисковыми или концевыми фрезами, в ступицах — протягиванием. Достоинства и недостатки Достоинства – простота конструкции и сравнительная легкость монтажа и демонтажа. Недостатки – шпоночные пазы ослабляют вал и ступицу насаживаемый на вал детали; Ослабление вала обусловлено не только уменьшением его сечения, но главное, значительной концентрацией напряжений изгиба и кручения, вызываемой шпоночным пазом. Шпоночное соединение трудоемко в изготовлении: при изготовлении паза концевой фрезой требуется ручная пригонка шпонки по пазу; при изготовлении паза дисковой фрезой — крепление шпонки в пазу винтами (от возможных осевых смещений).  

Разновидности шпоночных соединений Шпоночные соединения подразделяют на ненапряженные и напряженные. Ненапряженные соединения получают при использовании призматических и сегментных шпонок. В этих случаях при сборке соединений в деталях не возникает предварительных напряжений. Для обеспечения центрирования и исключения контактной коррозии ступицы устанавливают на валы с натягом. Напряженные соединения получают при применении клиновых (например, врезной клиновой) и тангенциальных шпонок. При сборке таких соединений возникают предварительные (монтажные) напряжения.

Шлицевые соединения

Разновидности шлицевых соединений Шлицевые соединения различают: по характеру соединения: подвижные – допускающие перемещение детали вдоль вала. по форме зубьев: прямозубые, эвольвентные, треугольные. по способу центрирования ступицы относительно вала: а) с центрированием по наружному диаметру D б) по внутреннему диаметру d в) пол боковым поверхностям зубьев.

Штифтовые соединения Образуются совместным сверлением соединяемых деталей и установкой в отверстие с натягом специальных цилиндрических или конических штифтов. Соединения предназначены для точного взаимного фиксирования деталей, а также для передачи небольших нагрузок. Достоинства и недостатки Достоинства : простота конструкции; простота монтажа-демонтажа; точное центрирование деталей благодаря посадке с натягом; работа в роли предохранителя, особенно при креплении колёс к валу. Недостаток -ослабление соединяемых деталей отверстием.