Министерствообразования и науки Российской Федерации
Федеральное агентствопо образованию
Новосибирскийгосударственный технический университет
Контрольнаяработа
По курсу: «Технология машиностроения и оборудование»
Вариант 12
Тема:«Сборка разъёмных соединений»
г.Новосибирск
2011 г.
Содержание
1. Общее понятие соединений и разъемных соединений
2. Резьбовые соединения
3. Зубчатые (шлицевые) соединения
Список литературы
1. Общеепонятие соединений
Соединение — это любое подвижное илинеподвижное сопряжение двух деталей, из которых одна полностью или частичновходит в другую. В соединении различают охватывающую и охватываемуюповерхности. Для цилиндрических соединений охватывающей поверхностью будетотверстие, а для охватываемой — вал.
Изготовляемые промышленностью машины, станки, приборы и аппаратысостоят из различных определенным образом объединенных и взаимосвязанныхдеталей; которые соединяются между собой различными способами. Соединениедеталей обеспечивает их определенное взаимное положение в процессе работы.
Различают разъемные и неразъемные соединения деталей. К разъемнымотносят соединения, допускающие разборку и повторную сборку соединяемых деталейбез разрушения и повреждения. К ним относятся, например, соединения,выполняемые с помощью болта с гайкой.
К неразъемным относят соединения деталей с жесткой механическойсвязью, сохраняющейся в течение всего срока их службы. Разборка такихсоединений невозможна без разрушений или повреждений самих деталей илисвязывающих их элементов. К неразъемным можно отнести, например, соединениядеталей сваркой, заклепками, пайкой.
В свою очередь, разъемные соединения делятся на подвижные,допускающие перемещение одной детали относительно другой, и неподвижные, вкоторых детали не могут перемещаться одна относительно другой. Примеромподвижного соединения деталей может быть соединение подвижной гайки с винтомсуппорта токарного станка, а неподвижного — соединение деталей при помощивинта.
Выделяют также группы специальных соединений, к которым относятсясоединения деталей в передачах у машин, например соединения зубчатых колес.Сюда же относят соединения деталей с помощью пружин, когда после снятиянагрузки детали надо вернуть в исходное положение.
На чертежах соединений деталей используют их полные, упрощенныеили условные изображения. Иногда (например, при обозначении сварки, пайки идр.) применяют дополнительные условные обозначения.
Разъемные соединения допускают многократную сборку и разборку. Кним относят резьбовые, штифтовые, шпоночные, шлицевые соединения. Выбор типасоединения зависит от предъявляемых к нему требований: конструктивных, технологическихи экономических.
В настоящеевремя в машиностроении широкое распространение получили разъемные соединения:резьбовые, зубчатые (шлицевые), шпоночные, штифтовые, шплинтовые, клиновые,соединения сочленением.
Большоераспространение в современном машиностроении получили разъемные соединениядеталей машин, осуществляемые с помощью резьбы. Резьбовое соединение можетобеспечивать относительную неподвижность деталей или перемещение одной деталиотносительно другой. Основным соединяющим элементом в резьбовом соединенииявляется резьба.
Резьбойназывается поверхность, образованная при винтовом движении плоского контура поцилиндрической или конической поверхности. При этом образуется винтовой выступсоответствующего профиля, ограниченный винтовыми и цилиндрическими иликоническими поверхностями (Рис.1)
/>
Рис.1
2. Резьбовыесоединения
соединение резьбовое зубчатое
Резьбовыми называют соединения составных частейизделия с применением деталей, имеющих резьбу. Они наиболее распространены вприборо- и машиностроении. Резьбовые соединения бывают двух типов: соединения спомощью специальных резьбовых крепежных деталей (болтов, винтов, шпилек, гаек)и соединения свинчиванием соединяемых деталей, т.е. резьбы, нанесеннойнепосредственно на соединяемые детали.
Достоинствами резьбовых соединенийявляются простота, удобство сборки и разборки, широкая номенклатура,стандартизация и массовый характер производства крепежных резьбовых деталей,взаимозаменяемость, относительно невысокая стоимость и высокая надежность.
Недостатками резьбовых соединенийявляются наличие концентраций напряжений во впадинах резьбы, что снижаетпрочность соединений; чувствительность к вибрационным и ударным воздействиям,которые могут привести к самоотвинчиванию и низкая точность взаимоположениясоединяемых деталей.
Основным элементом соединенияявляется резьба, т.е. поверхность, которая образуется при винтовом движенииплоской фигуры по цилиндрической или конической поверхности. Соответственно различаютцилиндрическую и коническую резьбы. По профилю выступа и канавки резьбы вплоскости осевого сечения резьбы делятся на треугольные, трапецеидальныесимметричные, трапецеидальные несимметричные или упорные, прямоугольные и круглые.
По назначению резьбы разделяют накрепежные, крепежно-уплотнительные и ходовые. Крепежные резьбы применяют длясоединения деталей, а ходовые – в передаточных механизмах.
Крепежные резьбы имеют, какправило, треугольный профиль с притупленными вершинами и дном впадин. Этоповышает прочность резьбы и стойкость инструмента при получении резьбы.Крепежная резьба бывает метрической, дюймовой и трубной. Наиболее широкоприменяется метрическая резьба. Угол профиля, т.е. угол между смежными боковымисторонами резьбы в плоскости осевого сечения, метрической резьбы a = 60°. Стандартом предусмотренарезьба с крупным и мелким шагом. Резьбу с крупным шагом обозначают М(метрическая), при этом указывают значения наружного диаметра, например, М6, М8и т.д. Для резьб с мелким шагом дополнительно указывают значение шага, например,М6´0,75, М8´1 и т.д.
Дюймовая резьба используется призамене деталей устройств, импортируемых из стран с дюймовой системой мер, уголпрофиля ее a = 55°.
Основными крепежными деталямирезьбовых соединений являются болты, винты, шпильки, гайки, шайбы и стопорныеустройства, предохраняющие гайки от самоотвинчивания. Рассмотрим каждое из них.Болт – цилиндрический стержень с шестигранной головкой на одном конце и резьбой– на другом. Болты в соединении используют в комплекте с гайкой, при этомрезьба в соединяемых деталях не используется (рис. 1, а).
Винты –цилиндрические стрежни с головкой на одном конце и резьбой – на другом. Винтввертывается в резьбовое отверстие одной из скрепляемых деталей (Рис. 2, б),головки винтов могут иметь различную форму (цилиндрическую, полукруглую и др.).
/>
Рис.2
Шпилька – цилиндрический стержень срезьбой на обоих концах, одним концом она ввертывается в одну из скрепляемыхдеталей, а на другой ее конец навертывается гайка (Рис. 2, в). Соединения припомощи шпилек применяют в тех случаях, когда в одной из соединяемых деталейнельзя выполнить сквозное отверстие и материал этой детали (с резьбой) необладает высокими прочностными свойствами (пластмасса, алюминиевые, магниевыесплавы). Поэтому применение винта при частой разборке и сборке соединения из-замалой прочности резьбы не рекомендуется. Шпилька же ввинчивается в деталь срезьбой малой прочности только один раз – при сборке, при последующих разборкахи сборках будет свинчиваться только гайка. Замечено, что шпильки из-заотсутствия головок и концентрации напряжений в местах сопряжения головки состержнем всегда прочнее винтов тех же размеров при действии динамических ипеременных нагрузок.
Гайки служат для соединенияскрепляемых с помощью болта или шпильки деталей. Как и головки винтов, гайкимогут иметь разнообразную форму.
Назначение шайб, подкладываемых подгайку, головку винта или болта, – предохранение поверхностей деталей от задирапри затягивании, увеличение опорной поверхности и стопорение.
Болты, винты, гайки изготавливаютиз углеродистых и легированных сталей. Крепежные детали общего примененияизготавливаются чаще всего из стали марок Ст3, Ст4, Ст5 без последующейтермообработки. Более ответственные детали изготавливаются из сталей 35, 45,40Х, 40ХН с поверхностной или общей термообработкой. Мелкие винты делают излатуни ЛС59-1, дюралюминия Д1, Д16. Для защиты поверхности крепежных деталей откоррозии, придания им необходимого цвета применяют цинкование, хромирование, кадмирование.
Угол подъема винтовой линии резьбы(j = 1,5 … 2,5°) меньше углатрения в резьбовом соединении (r » 3°). Этим обеспечиваются условиясамоторможения и предохранения от самоотвинчивания. Однако при вибрации,тряске, динамических и транспортных воздействиях наблюдаются ослаблениярезьбовых соединений, поэтому предусматривают их стопорение.
Длястопорения резьбовых соединений используют: увеличение трения по поверхностиконтакта; введение запирающих элементов; пластическое деформирование; постановкувинтов на краску, лак, эмаль.
При сборке резьбовыхсоединений должны быть обеспечены:
отсутствиеперекосов торца гайки или головки болта по отношению к поверхности сопрягаемойдетали, так как перекос является одной из главнейших причин обрыва винтов ишпилек;
соосностьосей болтов, шпилек, винтов с резьбовыми отверстиями и необходимая плотностьпосадки в резьбе;
соблюдениеочередности и постоянство усилий затяжки крепежных деталей в групповыхрезьбовых соединениях.
О последнемнужно сказать, что под этим подразумевается, что затяжка гаек (болтов) производитсяв определенной последовательности. Обязательно следует их затягиватькрест-накрест в несколько приемов — сначала неполным моментом, а затемокончательным, указанным в нормативно-технической документации. Контрольмомента затяжки резьбовых соединений следует осуществлять специальнымидинамометрическими ключами по степени изгиба или кручения стержня ключа либо спомощью предельных муфт, встраиваемых в резьбозавертывающие машины (установки).Недопустимо полагаться на личные ощущения при выполнении затягивания, так какнедотянутые или перетянутые соединения одинаково нежелательны и опасны.
3. Зубчатые(шлицевые) соединения
Шлицевые соединения служат дляпередачи вращающего момента между валами и установленными на них деталями.
Шлицевое соединение можно условнопредставить как многошпоночное, шпонки которого выполнены вместе с валом. С помощьюэтого соединения можно обеспечить как подвижное (с осевым относительным перемещением),так и неподвижное скрепление деталей. По сравнению со шпоночными шлицевыесоединения имеют значительно большую нагрузочную способность, прочность валов,точность центрирования и направления ступиц в подвижных соединениях.
По формепоперечного сечения шлицев различают прямобочные.
По форме поперечного сечения шлицев различают прямобочные(Рис. 3, а), эвольвентные (Рис. 3, б) и треугольные (Рис. 3, в) шлицевыесоединения. Наибольшее распространение получили прямобочные шлицевыесоединения, выполненные с четным числом шлицев (6, 8, 10). Центрированиевозможно по наружному диаметру D, по внутреннему d и боковым поверхностям. Центрирование понаружному диаметру рекомендуется для неподвижных соединений, по внутреннемудиаметру – для подвижных соединений, по боковым граням – при больших передаваемыхнагрузках и низкой точности соединения.
/>
Рис. 3
Эвольвентное шлицевое соединение(см. Рис. 3, б) отличается от прямобочного повышенной точностью центрирования ипрочностью. Центрирование осуществляют по боковым сторонам, реже – по наружномудиаметру. Число зубьев z рекомендуют ³ 6 при m ³ 0,5.
Соединение с треугольными шлицами(см. Рис. 3, в) применяют для неподвижных соединений при небольших нагрузках итонкостенных конструкциях. Число шлицев z = 20 … 70, углы впадинвала равны 60, 72 и 90°. Центрирование осуществляюттолько по боковым граням.
По формепрофиля шлицев применяют три типа соединений: прямобочные, эвольвентные итреугольные. Прямобочные соединения выполняют центрированием по боковым гранямшлицев, по наружному или внутреннему диаметру вала. По стандартупредусматриваются три серии соединений (легкая, средняя и тяжелая) с числомшлицев 6 — 20. Лучшая соосность вала и ступицы обеспечивается центрированием понаружному или внутреннему диаметру. Центрирование по боковым граням применяютпри тяжелых условиях работы, так как оно дает более равномерное распределениенагрузки по шлицам.
Приневысокой твердости материала втулки (НВ
Эвольвентныешлицевые соединения центрируют по боковым граням или (реже) по наружномудиаметру вала. Как прямобочные, так и эвольвентные шлицевые поверхностиприменяют в подвижных и неподвижных соединениях. Элементы подвижного шлицевогосоединения обычно подвергают термической обработке.
Соединенияс треугольными шлицами применяют как неподвижные при тонкостенных втулках. Ониобеспечивают передачу значительных моментов и при большом числе шлицев (до 75)позволяют регулировать положение втулки на валу в окружном направлении.
Сборкушлицевых соединений производят методом полной взаимозаменяемости и методомподбора (при повышенных требованиях). Сборке предшествует тщательная очисткасопрягаемых деталей, их контроль и внешний осмотр на предмет выявления дефектовповерхности (забоины, вмятины и др.). При сборке подвижных соединений втулкадолжна плавно, без качки и заедания перемещаться по валу (от руки). Зазоры врадиальном и окружном направлениях не должны превышать величин, указанных в ТУ наданное соединение. Сборку неподвижных соединений выполняют на прессе. Контрольна биение осуществляют индикатором в центровых бабках или на призмах.
Списоклитературы
1. Анурьев В.И. «Справочник конструктора- машиностроителя» в трехтомах. Москва «Машиностроение» 1980г.
2. Красковский Е.Я., Дружинин Ю.А., Филатова Е.М. Расчет иконструирование механизмов приборов и вычислительных систем: Учебное пособие.М.: – Высш. шк., 2001. – 480 с. 2001
3. Сурин В.М. Техническая механика: Учебное пособие. – Мн.: БГУИР,2004. – 292 с. 2004
4. Ванторин В.Д. Механизмы приборных и вычислительных систем: Учебноепособие. – М.: Высш. шк., 1999. – 415 с.
5. Справочник технолога – машиностроителя sdo.iriit.irk.ru/