- •Детали машин и основы конструирования Конспект лекций
- •Схемы установки подшипников 59
- •7. Муфты 66
- •Введение
- •1. Основные понятия и определения курса
- •2. Основные принципы и этапы разработки машин
- •2.1. Требования к машинам и критерии их качества
- •2.2. Условия нормальной работы деталей и машин
- •2.3. Общие принципы прочностных расчётов
- •3. Классификация деталей машин
- •4. Передачи
- •4.1. Передачи зацеплением
- •4.1.1. Цилиндрические зубчатые передачи
- •4.1.2. Планетарные зубчатые передачи
- •4.1.3. Волновые зубчатые передачи
- •4.1.4. Зацепления новикова
- •4.1.5. Конические зубчатые передачи
- •4.2. Передачи трением (сцеплением)
- •4.2.1. Фрикционные передачи
- •4.2.2. Ременные передачи
- •Основные критерии расчёта ременных передач:
- •5. Валы и оси
- •6. Опоры валов и осей – подшипники
- •6.1. Подшипники скольжения
- •6.2. Подшипники качения
- •6.2.1. Причины поломок и критерии расчёта подшипников
- •6.2.2. Расчёт номинальной долговечности подшипника
- •6.2.3. Методика выбора подшипников качения
- •6.2.4. Особенности проектирования подшипниковых узлов
- •Схемы установки подшипников
- •7. Муфты
- •7.1. Жёсткие муфты
- •7.2. Компенсирующие муфты
- •7.3. Подвижные муфты
- •7.4. Упругие муфты
- •7.5. Фрикционные муфты
- •8. Соединения деталей машин
- •8.1. Неразъёмные соединения
- •8.1.1. Сварные соединения
- •Соединения внахлёстку выполняются лобовыми, фланговыми и косыми швами.
- •8.1.2. Заклёпочные соединения
- •8.2. Разъёмные соединения
- •8.2.1. Резьбовые соединения
- •8.2.2. Штифтовые соединения
- •8.2.3. Шпоночные соединения
- •8.2.4. Шлицевые соединения
- •9. Упругие элементы в машинах
- •Библиографический список
- •Детали машин и основы конструирования
8.2.2. Штифтовые соединения
Образуются совместным сверлением соединяемых деталей и установкой в отверстие с натягом специальных цилиндрических или конических штифтов.
Соединения предназначены для точного взаимного фиксирования деталей, а также для передачи небольших нагрузок.
Конструкции штифтов многообразны. Известны цилиндрические (а,б), конические (в,г,д), цилиндрические пружинные разрезные (е), просечённые цилиндрические, конические и др. (ж,з,и,к), простые, забиваемые в отверстия (б,в), выбиваемые из сквозных отверстий с другой стороны (гладкие, с насечками и канавками, пружинные, вальцованные из ленты, снабжённые резьбой для закрепления или извлечения (д) и т.д. Применяются специальные срезаемые штифты, служащие предохранителями.
Гладкие штифты выполняют из стали 45 и А12, штифты с канавками и пружинные – из пружинной стали.
При закреплении колёс на валу штифты передают как вращающий момент, так и осевое усилие.
Достоинства штифтовых соединений:
-
простота конструкции;
-
простота монтажа-демонтажа;
-
точное центрирование деталей благодаря посадке с натягом;
-
работа в роли предохранителя, особенно при креплении колёс к валу.
Недостатком штифтовых соединений является ослабление соединяемых деталей отверстием.
Подобно заклёпкам штифты работают на срез и смятие. Соответствующие расчёты выполняют обычно как проверочные
Штифты с канавками рассчитывают также, как гладкие, но допускаемые напряжения материала занижают на 50%.
8.2.3. Шпоночные соединения
П ередают вращающий момент между валом и колесом. Образуются посредством шпонки, установленной в сопряжённые пазы вала и колеса.
Шпонка имеет вид призмы, клина или сегмента, реже применяются шпонки других форм.
Шпоночные соединения:
-
просты, надёжны;
-
удобны в сборке-разборке;
-
дёшевы.
Шпонки, однако:
-
ослабляют сечение валов и ступиц колёс;
-
концентрируют напряжения в углах пазов;
-
нарушают центрирование колеса на валу (для этого приходится применять две противоположные шпонки).
Шпоночные соединения могут быть:
-
ненапряжёнными, выполняемыми призматическими или сегментными шпонками. Они передают момент только боковыми гранями;
-
напряжёнными, выполняемыми клиновыми шпонками. Они передают момент за счёт сил трения по верхним и нижним граням.
Шпонки всех основных типов стандартизованы.
Для призматических шпонок стандарт указывает ширину и высоту сечения. Глубина шпоночного паза в валу принимается как 0,6 от высоты шпонки.
Призматические и сегментные шпонки всех форм испытывают смятие боковых поверхностей и срез по средней продольной плоскости:
; ,
здесь h – высота сечения шпонки, d – диаметр вала, b – ширина сечения шпонки, l – рабочая длина шпонки (участок, передающий момент).
Исходя из статистики поломок, расчёт на смятие проводится как проектный. По известному диаметру вала задаются стандартным сечением призматической шпонки и рассчитывают её рабочую длину.
Расчёт на срез – проверочный. При невыполнении условий прочности увеличивают рабочую длину шпонки.