Детали приборов

2.7 Штифтовые соединения

Штифты в основном предназначены для точного взаимного фиксирования деталей, а также для передачи относительно небольших нагрузок. Применяются также специальные срезающиеся штифты, служащие предохранительным элементом.

По формештифты можно разделить на:

•цилиндрические (рисунок 2.18, а, б);

•конические (рисунок 2.18, в, г, д);

•цилиндрические пружинные разрезные (рисунок 2.18, е)

•просеченные цилиндрические и другие (рисунок 2.18, ж, з)

Гладкие штифты изготовляют из стали 45 и А12, штифты с ка навками и пружинные – из пружинной стали.

Цилиндрические штифты в отверстия ставят с натягом и они удерживаются от выпадания силами трения (рисунок 2.18, а), а иногда концы штифтов расклепывают (рисунок 2.18, б). Для постоянного прочного соединения обе детали сверлят и развер-

41

тывают под один размер. Для возможности разборки без выколачивания штифтов соединениях на плоскости дополнительно развертываются отверстия в одной детали.

Рисунок 2.18 – Основные типы штифтов Для постоянного прочного соединения обе детали сверлят и развертывают совме-

стно под один размер. В соединениях по плоскости, подлежащих систематической разборке, в которых штифты предназначены для взаимного фиксирования деталей, отверстия в одной детали дополнительно развертывают, что позволяет производить разборку без выколачивания штифтов.

Наибольшее распространение имеют конические гладкие штифты. Конические штифты выполняют с конусностью 1:50, обеспечивающей надежное самоторможение

Основные типы конических штифтов:

а) простые, забиваемые в отверстия (рисунок 2.19, а и б), применяемые в сквоз-

42

ных отверстиях при возможности выбивания с противоположной стороны; б) с резьбой для извлечения при разборке (рисунок 2.19, в, г), применяемые при

установке в глухие отверстия; в) в соединениях, подверженных толчкам и ударам, и в соединениях быстровра-

щающихся деталей конические штифты необходимо специально предохранять от ослабления натяга и выпадания. Для этого их выполняют с прорезью и разведением концов или в виде пригонных болтов (рисунок 2.19, д):

Рисунок 2.19 – Гладкие штифты

Конические штифты в основном применяют:

а) в соединениях деталей по плоскостям, стягиваемых крепежными винтами; б) в соединениях по цилиндрическим и коническим поверхностям вал – ступица.

В соединениях деталей по плоскостям применяют обычно по два штифта и осуществляют фиксацию, тогда как основная нагрузка воспринимается силами трения в стыке, создаваемыми начальной затяжкой винтов. В соединениях деталей по цилиндрическим и коническим поверхностям при небольших нагрузках штифты заменяют шпонки.

Пружинные штифты (рисунок 2.18, е) вальцуют из ленты и закаливают. Ввиду

43

их податливости их можно устанавливать в отверстия с большими допусками, обеспечивая надежное сцепление даже при ударной нагрузке и сохранение силы сцепления после многократной сборки и разборки.

Штифты с канавками (рисунок 2.14 ж-к) применяют преимущественно для передачи нагрузки, а так же в качестве шпонок, обычных штифтов мелких осей. При забивании штифтов в отверстия выдавленный ранее из канавок материал упруго деформируется в обратном направлении. Таким образом, создаются повышенные местные давления что повышает прочность сцепления.

При ориентировании деталей относительно друг друга (соединение крышки и корпуса) обычно используют два штифта, но для фиксации углового положения деталей, ориентирование которых обеспечивается цилиндрическим сопряжением (например, соединение круглой крышки с корпусом) достаточно одного фиксирующего штифта.

Штифтовое соединение крышки и корпуса (рисунок 2.20) образует две посадки: штифт-отверстие корпуса и штифт-отверстие крышки, а в штифтовом соединении вала с зубчатым колесом следует различать центрирующее сопряжение вал-отверстие зубчатого колеса и две собственно штифтовые посадки: штифт-отверстия (два) во втулке зубчатого колеса и штифт-отверстие вала.

Рисунок 2.20 ‒ Пример применения штифтовых соединений

44

Точность центрирования деталей в штифтовом соединении вала с зубчатым колесом (шкивом, ступицей рычага и др.) обеспечивается посадкой колеса на вал. Это обычное центрирующее гладкое цилиндрическое сопряжение, для которого можно выбрать посадку с очень малыми зазорами или натягами, следовательно, предпочтительны переходные посадки.

Поскольку поле допуска на диаметр штифта одинаково по всей длине, штифтовые посадки являются посадками в системе вала. Если выбрано основное отклонение поля

Условное обозначение штифта включает:

•слово "Штифт";

•обозначение типа (тип 1 не указывают, не указывают и другие, если тип одно-

• обозначение стандарта.

Примеры обозначений штифтов:

Штифт 10 m6 × 60 ГОСТ 3128-70 – штифт диаметр 10 мм, длина 60 мм.

Штифт 8 h11 × 45 Хим. Окс. прм. ГОСТ 10773-93 – штифт диаметр 8 мм и дли-

на 45 мм, с покрытием Хим. Окс. прм..

Штифтовые соединения крышки и корпуса (рисунок 2.21) представляют достаточно сложную задачу, связанную с составлением и решением взаимосвязанных размерных цепей. Каждое штифтовое сопряжение включает в себя две простейшие размерные цепи (посадка штифта в отверстие корпуса и посадка штифта в отверстие крышки). Образовавшиеся замыкающие звенья-зазоры (натяги) – будут входить как составляющие звенья в размерные цепи, определяющие межосевые размеры штифтового соединения, а также их замыкающие звенья-зазоры (натяги) – между образующими штифтов и отверстием корпусной детали (крышки).

45

Рисунок 2.21 ‒ Эскиз соединениякрышка-корпус (ориентирование по двум штифтам)

Кроме намеченных линейных размерных цепей, следует также составить и рассчитать еще и угловые размерные цепи, поскольку отклонения осей штифтовых отверстий от перпендикулярности также существенно влияет на собираемость изделия.

В связи с тем, что обеспечить точность замыкающих звеньев таких размерных цепей методами полной взаимозаменяемости бывает затруднительно, достаточно часто прибегают к «технологической компенсации» – применяют совместную окончательную обработку штифтовых отверстий в сборе. Корпус и крышку с предварительно просверленными отверстиями собирают без штифтов и крепят друг к другу, затем «совпадающие» отверстия обрабатывают разверткой, чем обеспечивается их соосное расположение при фиксированном межосевом расстоянии. Такой технологический процесс можно рассматривать как применение технологии индивидуального производства, поскольку каждая крышка подходит только к своему корпусу.

2.7.1Допуски расположения осей отверстий под крепежные детали

Взаимное расположение деталей в узле механизма часто определяется размерами между осями отверстий, которые предназначаются под крепежные детали (болты, винты, резьбовые шпильки, установочные штифты) и валы с посаженными на них деталями. Отклонения от номинальных размеров, определяющих взаимное расположение отверстий неизбежны, но они не должны превосходить пределов, определяемых слу-

46

б) с зазорами только в одной из соединяемых деталей, в другой имеются резьбовые отверстия или отверстия, обеспечивающие натяг.

а)

б)

где S – зазор в соединяемых деталях; L – расстояние между штифтами Рисунок 2.22 - Типы соединений крепежными деталями

Допуски расположения осей отверстий при требованиях взаимозаменяемости ус-

рег– зазор между сквозным отверстием и стержнем крепежной детали, который должен быть обеспечен для последующей регулировки взаимного расположения деталей или для облегчения сборки, мкм;

47

Допуски расположения осей отверстий под крепежные детали могут устанавливаться одним из двух способов: позиционными допусками (смещением от номинального расположения осей) и предельными отклонениями размеров, координирующих оси отверстий.

Нормирование позиционных допусков является более предпочтительным, комплексно ограничивая отклонение осей от номинального расположения, они наиболее полно обеспечивают требования взаимозаменяемости и облегчают оформление чертежей. Позиционные допуски рассчитываются на основе формул, единых для всех видов

расположения осей отверстий: =

для соединений типа А: = 0,5 для соединений типа Б:

гдеТ – позиционный допуск в диаметральном выражении, мкм.

В наибольшей степени преимущества позиционных допусков проявляются в серийном и массовом производстве, поскольку они упрощают расчет кондукторов и комплексных калибров.

Расчет штифта на срез при передаче крутящего момента Т:

48

Рисунок 2.23–Расчет штифта на срез

Достоинства штифтовых соединений:

1.Точное (Правильное) относительное позиционирование деталей друг относительно друга;

2.Передача сдвигающих сил;

3.Передача крутящего момента.

49

2.8 Шпоночные соединения

Шпоночное соединение предназначено для передачи крутящего момента без предъявления особых требований к точности центрирования деталей.

По форме шпонки делятся на:

•призматические(ГОСТ 23360-78 «Основные нормы взаимозаменяемости. Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки»);

•сегментные (ГОСТ 24071-97 «Основные нормы взаимозаменяемости.Сегментные шпонки и шпоночные пазы»);

•клиновые (ГОСТ 24068-80 «Основные нормы взаимозаменяемости. Соединения шпоночные с клиновыми шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки»);

•тангенциальные (ГОСТ 24069-97 Основные« нормы взаимозаменяемости.Тангенциальные шпонки и шпоночные пазы»).

При использовании призматических шпонок получают как подвижные, так и неподвижные соединения; соединения сегментной и клиновой шпонками служат для образования только неподвижных соединений.

125, 140, 160 и далее до 500 мм.

50