Характеристика разъемных соединений и использование их в технических средствах сервиса

В то же время, уровень твердости поверхности их должен быть ниже, чем у соединяемых деталей. Такие шпонки подвергают шлифованию по рабочим храним. При этом их надо изготавливать таким образом, чтобы характеристики прочности их были ниже, чем у материала для ступицы и вала. Обусловить допускаемые напряжения для соединений из шпоночных изделий можно при помощи характера нагрузки. Если такие соединения разрушаются, то это происходит в результате деформации смятия, которая заслуживает особого внимания, когда необходимо выбирать допускаемое напряжение. Выбор шпонок при этом осуществляют согласно таблицам ГОСТов зависимо от того, какой диаметр вала был выбран. После этого необходимо проверить все расчеты на прочность таких изделий, поскольку в случае ошибки последствия могут быть фатальными.4ШЛИЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯШлицевые соединения необходимы для того, чтобы передавать вращающий момент между валами и теми деталями, которые на них устанавливают. С их помощью происходит образование выступов на валу (рис.9), которые входят в соответствующие впадины в ступице (называются шлицами).Боковые стороны выступов в этом случае выступают как рабочие поверхности. Их осуществляют на валу при помощистрогания,фрезерования или накатывания в холодном состоянии путем использования профильных роликов и метода продольной накатки. Изготовление впадин в отверстии ступиц выполняют, применяя протягивание или долбление.Шлицевое соединение можно условно представить в качестве многошпоночного, а выполнение шпонок происходит совместно с валом. При этом имеются определенные различия шлицевых соединений, которые можно установить, проанализировавхарактер соединения. Они бывают неподвижными и используются для того, чтобы закрепить деталь на валу, а также подвижными, согласно требованиям к которым допускается перемещение вдоль вала.Если применять это соединение, то при этомвозможно обеспечение как подвижного, так и неподвижного скрепления деталей.Если провести сравнения между шпоночными соединениями и шлицевыми, то они обладают большей нагрузочной способность, более высокими прочностными характеристиками валов, направлением ступиц в подвижных соединенияхиточностью центрирования.Относительно формы поперечного сечения шлицев их соединениябывают прямобочными(рис. 9,а),эвольвентными(рис. 9, б)и треугольными(рис. 9, в). Самыми распространеннымиявляютсяпрямобочные шлицевые соединения, выполнение которых произведено при условии, что количество шлицев четное(6, 8, 10).Согласно требованиям стандарта, в них предусмотрено три серии соединений, у которых профиль прямобочный. Это легкая, средняя и тяжелая серии, различие которых главным образом заключается в высоте и количестве выступов. Тяжелая серия обладает более высокими выступами, с количество их также являетсянаибольшим.Их рекомендуется применять для того, чтобы передавать большие вращающие моменты.Рисунок 9 – Шлицевые соединения: а- прямобочное,б – эвольвентное, в – треугольное.Различие прямобочных шлицевых соединений происходит также по способу центрирования. Первый из них – это наружный диаметр D, который в то же время является наиболее точным способом центрирования (рис.10,а). Оно также более технологично, а применять его рекомендуется, если твердость внутренней поверхности ступицы НВ 350. Калибруют центрирующие поверхности ступицы путем протягивания, а вала – шлифования. Этот способ применяется тогда, когда изготавливаются неподвижные соединения в серийном и массовом производствах. Для того, чтобы не происходили термические коробления,для соединения (рис.10,а) необходима чистовая протяжка ступицы после того, как его еще и подвергнут термообработке. В результате этого уровень твердость ступицы не может превышать HRC=30.Второй – это внутренний диаметр d, при котором ступицу нужно подвергать закалке (рис.10,б). Центрирование по внутреннему диаметру рекомендуется, если при высокой твердости материала ступицы, когда калибровка отверстия протяжкой невозможна. В этом случае центрирующие поверхности ступицы и вала доводят шлифованиемна обычных внутришлифовальных станках.Третий – по боковым граням (рис.10,в). Благодаря ему нагрузка по зубьямравномерно распределится. Рекомендуется для передачи больших переменных ударных нагрузок при пониженной точности центрирования. Соединение (рис.10,в) допускает твердые шлицы на валу и на ступице, однако для обеспечения сборки, считаясь с возможных короблением шлицов при закалке, зазоры в соединении должны быть увеличенными. Если поверхность центрирующая, тозазора в контакте поверхностей почти нет, а еслинецентрирующая– тогда он есть и значительный. Центрирование по боковым сторонам шлицов эффективно в том случае, когда точность совпадения геометрических осей не имеет существенного значения, но требуется обеспечить прочность соединения в процессе эксплуатации или когда по условиям работы требуются минимальные зазоры по b. Этот способ не обеспечивает высокой точности центрирования и применяется редко.Рис.10. Центрирование прямобочных зубчатых соединений а – по наружному диаметру; б – по внутреннему диаметру;в – по боковым граням; г – форма сечения ступицы; д, е – форма сечений вала исполнений б, вВыбор способа центрирования зависит от требований к точности центрирования, от твердости ступицы и вала. Первые два способа обеспечивают наиболее точное центрирование.Соединения с эвольвентным профилем применяют в неподвижных и подвижных соединениях(рис. 9,б). Эвольвентное шлицевое соединение отличается от прямобочного повышенной точностью центрирования и прочностью. По сравнению с прямобочными зубьями имеют повышенную прочность, лучше центрируют вал в ступице, позволяют применять типовые процессы зубонарезания, имеют высокую технологичность и более низкую стоимость изготовления шлицевых валов. Эвольвентные шлицы создают меньшую концентрацию напряжений (примерно в 2 раза) у основания шлица, поэтому в настоящее время получают преимущественное распространение. Вследствие высокой стоимости протяжек для изготовления шлицев в ступицах малых и средних размеров – эвольвентные шлицевые соединения применяются реже прямобочных.Соединение с треугольными шлицами(рис.9, в)применяют, если соединения при небольших нагрузках и тонкостенныхконструкцияхнеподвижные. Соединения с треугольным профилем применяют также при необходимости малых относительных регулировочных поворотов деталей. Число шлицев z= 20 ... 70, углы впадин вала равны 60, 72 и 90°. Центрирование осуществляют только по боковым граням.Изготовление шлицевых валов происходит массовым производством по технологии, которая аналогична технологии изготовления зубчатых колёс. Еслипроизводство является штучным и мелкосерийным, то в таком случае применяют метод копирования.Шлицевые пазы в отверстиях ступиц при массовом производстве изготавливаются методом протягивания (инструмент – протяжка) или долблением специальными долбяками. В штучном производстве изготовление ведётся только долблением.Шлицевые соединения обладают определенными достоинствами. С их помощью можно выполнить точное центрирование соединяемых деталей или точную выдержку направления при условии, что они могут быть относительно перемещены вдоль оси. Они обладают меньшим количеством деталей соединения, а также большей несущей способностью из-за того, что у них большая суммарная площадь контакта. Они являются взаимозаменяемыми. Уровень усталостной прочности у них также выше в сравнении с подобными изделиями вследствие того, что они обладают меньшей концентрацией напряжений при изгибе, а также меньшей длинной ступицы и радиальными зазорами. При динамических нагрузках они также имеют большим уровнем надежности.В то же время шлицевые соединения имеют один серьезный недостаток. В первую очередь они сложны в технологии изготовления, в результате чего и стоимость у них существенная.5 ПРОФИЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯПрофильным называется разъемное соединение, у которого ступица насаживается на фасонную поверхность вала. Простейшим таким соединением является соединение вала, имеющего на конце квадратные поперечные сечения, с маховичком, рукояткой. Сторону квадрата рекомендуют принимать равной примерно 0,75 диаметра вала.К профильным соединениям относят соединения вала со ступицей по овальному, например, трехгранному или квадратному контуру (рис. 11, а, в),соединение на лыске (рис. 11, б).Рисунок 11 – Профильные соединения: а – по овальному трехгранному контуру, б – соединение на лыске, в - по овальному квадратному контуру.По сравнению со шпоночными и шлицевыми соединениями профильные обеспечивают лучшее центрирование и более высокую прочность, отсутствие концентрации напряжений, вследствие малых плеч контактные напряжения существенно выше по сравнению со шлицевыми, причём напряжения эти тем больше, чем большее число граней имеет профильное соединение. Кроме того, в профильном соединении на ступицу действуют значительные распорные силы, требующие большей толщины её стенок. По этой причине профильные соединения применяются в малонагруженных передачах, например, в соединениях рычагов с поворотными валиками в механизмах переключения передач. Но сложность изготовления профильного отверстия ограничивает их применение.Достоинствами таких соединений являются лучшее по сравнению со шпоночным центрирование и отсутствие концентраторов напряжений.К недостаткам следует отнести сложность и трудоемкость, относительно высокую стоимость изготовления фасонных поверхностей.6КЛЕММОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯРазъемные соединения, применяемые для закрепления на осях, валах, стойках, штангах различных устройств (рычагов, разъемных муфт и шкивов и т. д.) за счет сил трения (без шпонок, шлицев или установочных винтов), называют клеммовыми (рис. 12).По конструктивным признакам различают два основных типа клеммовых соединений: а) со ступицей, имеющей прорезь; б) с разъемной ступицей.Разъемная ступица несколько увеличивает вес и стоимость соединения, но при этом становится возможным устанавливать клемму в любой части вала независимо от формы соседних участков и от других расположенных на валу деталей.При соединении деталей с помощью клеммы используются силы трения, которые возникают от затяжки болтов; за счет этих сил трения соединение может нагружаться как моментом, так и осевой силой. Ранее отмечалось, что передача нагрузки только за счет сил трения недостаточно надежна. Поэтому не рекомендуется применять клеммовое соединение для передачи больших нагрузок.К достоинствам клеммового соединения относится простота монтажа и демонтажа, возможность закрепления детали в любом оси и вала, самопредохранение от перегрузки, а также возможность перестановки и регулировки взаимного расположения деталей как в осевом, так и окружном направлениях (регулировка положения рычагов и тяг в механизмах управления и т.п.).Несущая способность клеммового соединения примерно в 2 раза ниже по сравнению с прессовым при тех же размерах и величине сжатия поверхностей.Эти соединения применяют для передачи вращающего момента и осевой силы между валами, осями и призматическими деталями (рычагами, щеками сборных коленчатых валов, частями установочных колец и т. п.).Рисунок 12 – Клеммовые соединенияПри проектировании соединения обычно требуется определить силу затяжки, обеспечивающую взаимную фиксацию деталей и передачу требуемого вращающего момента, а также оценить прочность болта (болтов)и охватывающей детали (клеммы). В приближенном расчете можно принять, что контактные напряжения от затяжки равномерно распределены по поверхности контакта (как в соединении с натягом). Оценку прочности клеммы можно выполнить путем расчета методом конечных элементов или по теории колец.ЗаключениеВ заключении необходимо отметить, что в условиях работы современных организацийразличные технологии машиностроения и деталей машин активно распространяются. Благодаря им происходит изготовление необходимо для развития современного общества оборудования, что безусловно будет способствовать развитию промышленных организаций в целом с увеличением его доходов. В данной работе достигнута основная цель – описаныхарактеристики разъемных соединений и использование их в технических средствах сервиса.В данном реферате были решены следующие задачи:Исходя из поставленной в данном реферате цели, были поставлены следующие задачи:описаны резьбовые соединения;описаны штифтовые соединения;описаны шпоночные соединения;описаны шлицевые соединения;описаны профильные соединения;описаныклеммовые соединения.Также в процессе написания реферата были использованы современные и классические источники литературы и глобальной сети Internet.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ1. Анурьев А.И.Справочник конструктора-машиностроителя. М.: «Машиностроение», 2001.2. Детали машин. Атлас конструкций. Под ред. Решетова Д. Н. Части I и II. М.: Машиностроение, 1992.3. Биргер И. А., Иосилевич Г. Б. Резьбовые и фланцевые соединения. - М.:Машиностроение,1990.4. Тихомиров С.Г. Виды соединений. Учеб.-метод. пособие /Под. ред. А.Г. Буткарева. СПб.: НИУ ИТМО; ИХиБТ, 2013.5. Разъемные соединения деталей. Методические указания по инженерной графике / сост. А. М. Бударин, В. А. Мартыненко. – Ульяновск: УлГТУ, 2001.6. Разъемные и неразъемные соединения : учеб. пособие / Л.В. Петрова, С.Ю. Ситникова, В.В. Шестернина. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2011.7. Иосилевич Г. Б. Детали машин. - М.: Машиностроение, 19888. Кудрявцев В. Н. Детали машин. - Л.: Машиностроение, 1980.