Штифтовые соединения

Штифтовым называется соединение составных частей изделия с применением штифта. Штифтовые соединения применяют для фиксации взаимного положения деталей (рис.50 а, б), при передаче сравнительно небольших вращающих моментов (рис. 50 в); для закрепления деталей на конце вала применяется соединение, где штифт играет роль круглой шпонки (рис. 50 г).

Рис. 50. Штифтовые соединения

Достоинства штифтовых соединений: их простота, технологичность и низкая стоимость.

Недостатки штифтовых соединений - ослабление сечения отверстием и связанная с этим концентрация напряжений.

Конструкция и размеры штифтов регламентированы стандартом. Основные типы стандартных штифтов представлены на рис. 51: конический гладкий (а), конический насеченный (б), цилиндрический гладкий (а), цилиндрический насеченный (г), пружинный (д).

Гладкие конические и цилиндрические штифты чаще всего применяют для фиксации деталей; отверстия под штифты в этих деталях сверлят и разворачивают совместно. Цилиндрические штифты ставят в отверстия с натягом; в движущихся соединениях концы штифтов расклепывают. Конические штифты обеспечивают самоторможение; они допускают многократную сборку-разборку и поэтому применяются чаще.

Рис. 51 Основные типы штифтов

Насеченные штифты не требуют развертывания отверстий при установке. Они надежно сцепляются при забивании со стенками отверстия, допускают многократную сборку-разборку без заметного ухудшения сцепления.

Пружинные штифты вальцуют из ленты пружинной стали и закаливают. Ввиду большой податливости их можно устанавливать в грубо обработанные отверстия, причем обеспечивается надежное сцепление при вибрационных и ударных нагрузках, допускается многократная разборка и сборка.

Штифты обычно изготовляют из углеродистой или пружинной стали, для соединения пластмассовых деталей применяют штифты из пластмасс.

Профильные соединения

Профильным называется соединение, у которого сопрягаемые поверхности составных частей изделия имеют форму определенного профиля. Наиболее распространенным примером такого соединения является посадка ручек или маховиков на оси и валы с концами квадратного сечения (рис. 52).

Рис. 52. Профильное квадратное

Соединение

Достоинства профильных соединений по сравнению со шпоночными и шлицевыми следующие: меньше концентрация напряжений, лучше центрирование деталей.

Недостатком профильных соединений по сравнению со шлицевыми является возникновение действующих на ступицу распорных сил и значительно большие напряжения смятия, в результате чего несущая способность профильных соединений ниже.

Расчет профильных соединений заключается в проверке прочности рабочих поверхностей на смятие, проверке прочности и радиальной деформации ступицы.

Заклепочные соединения

Заклепочные соединения являются неразъемными. В большинстве случаев их применяют для соединения листов и фасонных прокатных профилей.

Достоинства заклепочных соединений: высокая надежность, удобство контроля качества швов, повышенное сопротивление ударными вибрационным нагрузкам, возможность соединения деталей из разнородных металлов.

Недостатки: трудоемкость получения, ослабление деталей отверстиями под заклепки, невозможность соединения деталей сложной конфигурации.

Рис. 53. Схема заклепки

Заклепка представляет собой стержень 1 круглого поперечного сечения (рис. 53) с головками по концам, одна из которых называется закладной 2 и изготавливается одновременно со стержнем, а другая - замыкающей 3, получаемой в процессе клепки.

Заклепки изготавливают из стали, меди, латуни, алюминия и других металлов.

Основные виды заклепок: заклепки с полукруглой головкой (рис. 54 а), с потайной головкой (рис. 54 б) и с полупотайной головкой (рис. 54 в). Для соединения деталей из пластичных материалов применяют трубчатые заклепки (рис. 54 д).

Рис. 54. Основные виды заклепок

Стальные заклепки диаметром до 10 мм и заклепки из цветных металлов ставят без нагрева. Стальные заклепки диаметром более 10 мм перед заклепыванием нагревают.

Заклепочным швом называют соединение, образованное группой заклепок. Заклепочные швы могут быть однорядными или многорядными с параллельным или шахматным расположением заклепок.

Расчет на прочность заклепочных швов производят из условия прочности на срез и смятие.

Под действием внешних нагрузок заклепочный шов может разрушиться: это может быть срез заклепок, смятие отверстий листов или заклепок или разрыв листа в сечении, ослабленном отверстиями под заклепки. Прочность заклепок на срез (рис. 55 а) проверяется по формуле: