Штифтові з'єднання

Утворюються спільним свердлінням деталей, що з'єднують, і установкою в отвір з натягом спеціальних циліндричних або конічних штифтів.

З 'єднання призначені для точного взаємного фіксування деталей, а також для передачі невеликих навантажень.

Конструкції штифтів різноманітні. Відомі циліндричні (а,б), конічні (в,м,д), циліндричні пружинні розрізні (е), просічені циліндричні, конічні і т.п. (ж,з,і,к), прості, що забивають в отвори (б,в), що вибивають з наскрізних отворів з іншої сторони (гладкі, з насічками і канавками, пружинні, вальцьовані з стрічки, обладнанні різьбленням для закріплення (д) і т.п. Застосовуються спеціальні зрізу вальні штифти, що служать запобіжниками.

Г ладкі штифти виконують з сталі 45 і А12, штифти з канавками і пружинні – з пружинної сталі.

При закріпленні коліс на валу штифти передають як обертаючий момент, так і осьове зусилля.

Переваги штифтових з'єднань:

• простота конструкції;

• простота монтажу-демонтажу;

• точне центрування деталей завдяки посадці з натягом;

• робота запобіжниками, особливо при кріпленні коліс до вала.

Недоліком штифтових з'єднань є ослаблення деталей, що з'єднують, отвором.

Подібно заклепкам штифти працюють на зріз і зминання. Відповідні розрахунки виконують звичайно як перевірочні

Штифти з канавками розраховують також, як гладкі, але допускають напруги матеріалу, занижуючі на 50%.

Шпонкові з'єднання

Передають обертаючий момент між валом і колесом. Утворюються за допомогою шпонки, установленої в сполучені пази вала і колеса.

Шпонка має вигляд призми, клина або сегмента, рідше застосовуються шпонки інших форм.

Шпонкові з'єднання:

• прості, надійні;

• зручні в збиранні - розбиранні;

• дешеві.

Шпонки, однак:

• послабляють перетин валів і маточин коліс;

• концентрують напруги в кутах пазів;

• порушують центрування колеса на валу (для цього доводиться застосовувати дві протилежні шпонки).

Шпонкові з'єднання можуть бути:

• ненапруженими, виконуваними призматичними або сегментними шпонками. Вони передають момент тільки бічними гранями;

• напруженими, виконуваними клиновими шпонками. Вони передають момент за рахунок сил тертя по верхніх і нижніх гранях.

Шпонки всіх основних типів стандартизовані.

Д ля призматичних шпонок стандарт вказує ширину і висоту перетину. Глибина шпонкового пазу у валу приймається як 0,6 від висоти шпонки.

Призматичні і сегментні шпонки всіх форм випробовують зминання бічних поверхонь і зріз по середній поздовжній площині:

; ,

де h – висота перетину шпонки, d – діаметр вала, b – ширина перетину шпонки, l – робоча довжина шпонки (ділянка, що передає момент).

Виходячи зі статистики поломок, розрахунок на зминання проводиться як проектний. По відомому діаметрі вала задаються стандартним перетином призматичної шпонки й розраховують її робочу довжину.

Розрахунок на зріз - перевірочний. При невиконанні умов міцності збільшують робочу довжину шпонки.

Шліцьові з'єднання

У творюються виступами на валу, що входять у сполучені пази маточини колеса. Як по зовнішньому вигляді, так і по динамічних умовах роботи шліци можна вважати багатошпоночними з'єднаннями. Деякі автори називають їх зубчастими з'єднаннями.

В основному використаються прямобочні шліци (а), рідше зустрічаються евольвентні (б) ДЕРЖСТАНДАРТ 6033-57 і трикутні (в) профілі шліців.

Прямобочні шліци можуть центрувати колесо по бічних поверхнях (а), по зовнішніх поверхнях (б), по внутрішніх поверхнях (в).

У порівнянні з шпонками шліци:

• мають більшу несучу здатність;

• краще центрують колесо на валу;

• підсилюють перетин вала за рахунок більшого моменту інерції ребристого перетину в порівнянні із круглим;

• вимагають спеціального устаткування для виготовлення отворів.

Основними критеріями працездатності шліців є:

• опір бічних поверхонь зминанню (розрахунок аналогічний шпонкам);

• опір зношування при фреттинг-коррозії (малі взаємні вібраційні переміщення).

Зминання і зношування пов'язані з одним параметром – контактною напругою (тиском) _зм. Це дозволяє розраховувати шліци за узагальненим критерієм одночасно на зминання і контактне зношування. Напруги, що допускають, []_зм призначають на основі досвіду експлуатації подібних конструкцій.

Для розрахунку враховується нерівномірність розподілу навантаження по зубцях ,

де Z – кількість шліців;

h – робоча висота шліців;

l – робоча довжина шліців;

d_ср – середній діаметр шліцьового з'єднання.

Для евольвентних шліців робоча висота приймається рівної модулю профіля, за d_ср приймають ділильний діаметр.

Умовні позначки прямобочного шліцьового з'єднання складаються з позначення поверхні центрування D, d або b, кількості зубців Z, номінальних розмірів d х D (а також позначення полів допусків по діаметрі, що центрує, і по бічних сторонах зубців). Наприклад, D 8 х 36 H7/g6 x 40 означає восьми шліцьове з'єднання з центруванням по зовнішньому діаметрі з розмірами d = 36 і D = 40 мм і посадкою по діаметрі, що центрує, H7/g6.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. У чому розходження між рознімними і нероз'ємними з'єднаннями ?

2. Де і коли застосовуються зварні з'єднання ?

3. Які переваги і недоліки зварних з'єднань ?

4. Які основні групи зварних з'єднань ?

5. Як розрізняються основні типи зварних швів ?

6. Які переваги і недоліки заклепувальних з'єднань ?

7. Де і коли застосовуються заклепувальні з'єднання ?

8. Які критерії розрахунку на міцність заклепок ?

9. У чому складається принцип конструкції нарізних з'єднань ?

10. Які області застосування основних типів різьблень ?

11. Які переваги і недоліки нарізних з'єднань ?

12. Для чого необхідне стопоріння нарізних з'єднань ?

13. Які конструкції застосовуються для стопоріння нарізних з'єднань ?

14. Як розподіляється навантаження по витках при затягуванні різьблення ?

15. Як ураховується податливість деталей при розрахунку нарізного з'єднання ?

16. Який діаметр різьблення знаходять з розрахунку на міцність ?

17. Який діаметр різьблення служить для позначення різьблення ?

18. Яка конструкція і основне призначення штифтових з'єднань ?

19. Які види навантаження і критерії розрахунку штифтів ?

20. Яка конструкція і основне призначення шпоночних з'єднань ?

21. Які види навантаження і критерії розрахунку шпонок ?

22. Яка конструкція і основне призначення шліцьових з'єднань ?

23. Які види навантаження і критерії розрахунку шліців ?