Шпонкові з’єднання

Ш понка це деталь, яку вставляють у пази вала і маточини зубчастих коліс, шківів, втулок тощо, з метою передачі обертового моменту. Такі з'єднання застосовують у механічних передачах, коли потрібно, щоб разом з валом оберталась розміщена на ньому деталь.

Переваги: простота і надійність конструкції, зручність складання, низька вартість.

Недоліки: послаблення вала і маточини шпонковими пазами, які зменшують поперечний переріз і спричиняють значну концентрацію напружень, що сприяє втомному руйнуванню деталей.

Зубчате (шліцьове) з’єднання

Зубчасті з’єднання утворюються за допомогою зубців (шліців), що нарізаються на поверхнях валу та отвору маточини деталі, яка з’єднується з валом. Ці з’єднання, як і шпонкові, використовуються для передачі крутного моменту, а також в конструкціях, що потребують переміщення деталей вздовж осі вала, наприклад, в коробках швидкостей.

З а формою профілю зубців розрізняють три типи з’єднань:1) Прямокутні 2) Евольвентні 3) Трикутні

Найбільш розповсюджені з’єднання з прямокутним профілем зубців.

З’єднання з евольвентним профілем зубців більш технологічні і здатні передавати більші навантаження.

Прямокутні і евольвентні з’єднання можуть бути рухомими і не рухомими.

Переваги зубчастих з’єднань порівняно з шпонковими:

– можливість передачі більших обертальних моментів завдяки значно більшої поверхні контакту зубців і більш рівномірному розподіленню навантаження;

– більш точне центрування деталі на валу;

– краще напрямлення деталей при їх переміщенні уздовж вала.

Заклепкові з’єднання.

Заклепкові з’єднання застосовують у конструкціях, які працюють в умовах ударних і вібраційних навантажень, в з’єднаннях металевих виробів. в тонколистових конструкціях з легких сплавів.

Заклепка – це циліндричний стержень з головкою певної форми на кінці.

Зварні з’єднання.

У сучасному машинобудуванні досить широко застосовують зварні з’єднання.

Зварюванням називають процес утворення не рознімного з’єднання виробів за допомогою місцевого нагрівання їх до розплавленого або пластичного стану (без застосування або із застосуванням механічного зусилля).

Зварним з’єднанням називають сукупність виробів, з’єднаних зварним швом.

Зварним швом називають метал, що затверднув після розплавлення і поєднав зварювані частини.

Дуже поширене контактне точкове і роликове зварювання.

Паяння.

Паяння – процес утворення не роз’ємного з’єднання матеріалів шляхом нагрівання їх нижче температури плавлення і заповнення зазора між ними розплавленим припоєм. Припій – метал або сплав, заповнює зазор між деталями і має нижчу температуру плавлення, ніж з’єднувані матеріали.

Паяння широко застосовують в електро-радіотехніці, для виготовлення радіаторів машин, вузлів холодильників тощо.

Тема 3.3. Механізми поступального, коливального і перервного руху.

КРИВОШИП-ПОВЗУННИЙ МЕХАНІЗМ

— механізм, що перетворюють обертовий рух у рух прямолінійний зворотно-поступальний або навпаки

1. КРИВОШИП – ланка , що обертається навколо нерухомої осі

2. ШАТУН - ланка , що має складний рух паралельно якійсь площині

3. ПОВЗУН – ланка , яка має зворотно-поступальний рух.

КРИВОШИПНО-КУЛІСНИЙ МЕХАНІЗМ - для перетворення рівномірного обертового руху на нерівномірний обертовий, хитальний або зворотно-поступальний

1. КУЛІСА - рійка з пазом

2. КМЕНЬ КУЛІСИ - який переміщується по пазу куліси

3. КРИВОШИП

К РИВОШИПНО-КОРОМИСЛОВИЙ МЕХАНІЗМ (в) - за допомогою якого обертовий рух перетворюється на хитальний

4 КОРОМИСЛО - ланка , яка хитається навколо нерухомої осі.

КУЛАЧКОВІ МЕХАНІЗМИ

За допомогою кулачкових механізмів можна отримати практично будь-який закон руху.

Кулачкові механізми застосовують, коли необхідно, щоб рух вихідної ланки виконувався точно у відповідності до заданого закону; був узгоджений з рухом інших механізмів; при цьому, можна забезпечити тимчасову зупинку (вистій) вихідної ланки при неперервному русі вхідної.

Кулачкові механізми - найпростіші, компактні та надійні механізми для точного виконання складних законів руху.

Недоліком кулачкових механізмів є значний питомий тиск між елементами вищої кінематичної пари і, як наслідок, порівняно велике їх спрацювання.

Кулачковий механізм – механізм, до складу якого входить кулачок. Кулачком називається ланка, що утворює вищу кінематичну пару, елемент якої виконаний у вигляді поверхні змінної кривини.

Найпростіший кулачковий механізм являє собою триланковий механізм, що складається з кулачка ^ 1, штовхача (штанги) 2 та стояка 3 (рис. 6.1). Кулачок, як правило, є вхідною ланкою механізму.

Кулачкові механізми поділяються: на плоскі та просторові; за видами руху вхідної та вихідної ланок; за способом замикання вищої пари; за видом елементу вищої пари вихідної ланки.

Найчастіше застосовують кулачкові механізми, в яких кулачок здійснює неперервний обертальний рух. Вихідна ланка переважно виконує зворотно-поступальний або коливальний рух. В останньому випадку вихідна ланка називається коромислом (рис.6.1, г, д).

Ще одним недоліком кулачкових механізмів є необхідність забезпечувати постійне замикання ланок, які утворюють вищу кінематичну пару. Постійний контакт елементів у вищій кінематичній парі може забезпечуватися геометричним замиканням (конструктивно за рахунок ролика у пазу чи охоплюючих роликів і т.ін.), або силовим замиканням (під дією сил пружності, сил ваги, гідравлічних чи пневматичних пристроїв). Завдяки простоті конструкції та меншим габаритам механізмів, найчастіше застосовують силове замикання за допомогою пружин. При структурному аналізі пружину не включають до загального числа ланок.

Вихідна ланка може мати різні форми елементів вищої пари: загострену (зі сферою малого радіуса), тарілчасту (з плоскою, циліндричною або сферичною контактними поверхнями) чи мати проміжну ланку – ролик; загострений штовхач здійснює найточніші переміщення за заданим законом, але швидко спрацьовується. Таку конструкцію застосовують у тихохідних механізмах з малими навантаженнями. Для зменшення втрат на тертя, підвищення стійкості проти спрацювання, надійності та довговічності механізму, між кулачком і штовхачем встановлюють ролик, або використовують тарілчастий штовхач. Встановлення ролика дозволяє частково замінити тертя ковзання тертям кочення.

Роликові вихідні ланки використовують в механізмах, у яких підвищені вимоги до стійкості проти спрацювання. Відмітимо, що в цьому випадку розрізняють два профілі кулачка: центровий (теоретичний) та дійсний (робочий, практичний). Центровий профіль являє собою траєкторію руху центра ролика при обкочуванні його навколо кулачка. Дійсний профіль-обгинну до послідовних положень ролика у тому ж відносному русі. Отже, центрові та дійсні профілі кулачка - еквідистантні (рівновіддалені) криві, відстань між якими, виміряна по нормалі, дорівнює радіусу ролика. Заміна дійсного профілю на центровий дуже зручна при аналізі та синтезі кулачкових механізмів; при цьому характер миттєвого відносного руху всіх ланок механізму не змінюється.

Тарілчастий штовхач (рис. 6.1, в) застосовують, коли у випадках жорстких обмежень габаритних розмірів ролик встановити не вдається. З метою розподілу спрацювання тарілки на більшу поверхню, кінематичну пару “штовхач-напрямна” виконують як циліндричну пару, з можливістю обертання тарілки навколо осі.

Кулачкові механізми можуть бути центральні (вісь штовхача проходить через вісь обертання кулачка), або зі зміщенням осі штовхача в той чи інший бік (з ексцентриситетом, дезаксиальні). Зміщення штовхача дає змогу при однакових інших умовах зменшити габарити механізму та тиск на напрямну.

МАЛЬТІЙСЬКИЙ МЕХАНІЗМ

м альтійський хрест — пристрій, що перетворює безперервний обертовий рух на переривчастий; тип перетворювального (відтворювального) механізму. У мальтійському механізмі палець ведучого диска, що обертається, входить на деякий час у радіальний проріз веденого диска (хреста), повертаючи його на певний кут (найчастіше 60 або 90°). Після виходу пальця з прорізу ведучий диск ковзає по зовн. поверхні веденого і тим самим гальмує його рух. Мальтійські механізми бувають: із зовнішнім і внутрішнім зачепленням; різні за формою, кількістю пальців і прорізів. Назва — від мальтійського хреста (емблеми Мальтійського ордену), схожого на ведений диск. Мальтійський механізм застосовують у металорізальних верстатах, кінопроекційних та ін. апаратах і машинах, де необхідні періодичні зупинки у русі.

ХРАПОВИЙ МЕХАНІЗМ

Храпові механізми дозволябть у широкому діапазоні змінювати величину періодичних переміщень робочих органів машини. Типи храпових механізмів і галузі їхнього застосування різноманітні.

У храповому механізмі є диск 2 (мал.4) з пазом, в якому закріплюютьвісь 3, яка регулюється за відстанню Х, храповик 6 зі скошеними в один бік зубами, важелі 4 і 8, з " єднані з диском і храповиком шарнірно, і собачка 5, яка вільно сидить на спеціальній осі, закріпленій на важелі 8. Диск і храповик нерухомо закріплені відповідно на осях 1 і 7. при обертанні диска вісь 3 описує коло і переміщує важиль 4, надаючи важелю 8 коливального руху. При цьому в залежності від напрямку коливання а- б собачка ковзає по заокругленій частині зуба храповика і потрапляє в його западину під дією сили тяжіння або спеціальної пружини ; упираючись у зуб, собачка штовхає його вперед. В результаті кожного обертання диска храповик з веденим валом здійснює уривчастий (кроковий) рух (обертання). Розмір кроку може бути малим (через кожен зуб) і великим (через два і більше зубів), що досягається перевстановленням кута коливання а-б важеля 8.