Соединение деталей посадкой с натягом

 

 

6.3 Зубчатые (шлицевые) соединения

 

 

 Зубчатые соединения  образуются при наличии наружных  зубьев на валу и внутренних  зубьев в отверстии ступицы.  Размеры зубчатых соединений, а  также допуски на них стандартизованы. 

 

 Зубья на валах получают  фрезерованием, строганием или  накатыванием. Протягивание – высокопроизводительный  способ и широко применяется  в массовом производстве. Для  отделочных операций используют  шлифование, дорнирование и др.

 

Стандартом предусмотрены  три серии соединений:

 

 Легкая;

 

 Средняя;

 

 Тяжелая.

 

 Они отличаются высотой  и числом зубьев, число зубьев  изменяется от 6 до 20. У соединений  тяжелой серии зубья выше, а  их число больше, что позволяет  передавать больше нагрузки.

 

По форме профиля различают  зубья 

 

 Прямобочные - соединения с прямобочными зубьями выполняют с центрированием по боковым граням, по наружному или внутреннему диаметрами.

 

 Эвольвентные - соединения с эфольвентными зубьями предпочтмтельны для больих диаметров валов, когда для нарезания зубьев в отверстии и на валу могут быть использованы весьма совершенные технологические способы, применяемые для зубчатых колес. Для сравнительно малых и средних диаметров преимущественно применяют соединения с прямобочными зубьями, так как эвольвентные протяжки дороже прямобочных. (это связано с трудностями образования режущих кромок на боковых поверхностях фасонных профилей эвольвентных зубьев протяжки).

 

 Треугольные – мало  распространены.

 

 

7. Соединения деталей посадкой  с натягом

 

 

 Соединение двух деталей  по круговой цилиндрической поверхности  можно осуществить непосредственно  без применения болтов, шпонок  и др. Для этого достаточно  при изготовлении деталей обеспечить  натяг посадки, а при сборке  запрессовать одну деталь в  другую.

 

 Натягом N называется  положительная разность диаметров  вала и отверстия: N = B – A. После  сборки вследствие упругих и  пластических деформаций диаметр  d посадочных поверхностей становится общим. При этом на поверхности возникают удельное давление р и соответствующие ему силы трения. Силы трения обеспечивают неподвижность соединения и позволяют воспринимать вращающий момент в осевую силу. Защемление вала во втулке позволяет, кроме того, нагружать соединение изгибающим моментом.

 

 Нагрузочная способность  соединения, прежде всего, зависит  от натяга, величину которого  устанавливают в соответствии  с нагрузкой. Практически натяг  не очень невелик, он измеряется  микрометрами и не может быть  выполнен точно. Неизбежные погрешности  приводят к рассеиванию натяга  а следовательно и к рассеиванию нагрузочной способности соединения.

 

 Сборку соединения  выполняют одним из трех способов: прессованием, нагревом втулки , охлаждением вала.

 

 Прессование – распространенный  и несложный способ сборки. Однако  этому способу свойственны недостатки: смятие и частичное срезание (шабровка) шероховатостей посадочных поверхностей, возможность неравномерных деформаций  деталей и повреждения от торцов. Шабровка и смятие шероховатостей  приводят к ослаблению прочности  соединения до полутора раз  по сравнению со сборкой нагревом  или охлаждением. Для облегчения  сборки и уменьшения шабровки  концу вала и краю отверстия  рекомендуется придавать коническую  форму. 

 

 Шабровка поверхностей  контакта устраняется полностью  при сборке по методу нагревания  втулки (200 - 400˚С) или охлаждения вала (твердая углекислота -79 ˚С). Недостатком  метода нагревания является возможность  изменения структуры металла,  появления окалины и коробления. Метод охлаждения свободен от  этих недостатков. 

 

 

7.1 Оценка и область  применения

 

 

 Основное положительное  свойство соединения с натягом  – его простота и технологичность.  Это обеспечивает сравнительно  низкую стоимость соединения  и возможность его применения  в массовом производстве. Хорошее  центрирование деталей и распределение  нагрузки по всей посадочной  поверхности позволяют использовать  соединение в современных высокоскоростных  машинах. 

 

 Существенный недостаток  соединения с натягом – зависимость  его нагрузочной способности  от ряда факторов, трудно поддающихся  учету: широкого рассеивания величин  коэффициента трения и натяга, влияние рабочих температур на  прочность соединения и т.д.  К недостаткам соединения также  относятся наличие высоких сборочных  напряжений в деталях и уменьшение  их сопротивления усталости вследствие  концентрации давления у краев  отверстия. Влияние этих недостатков  снижается по мере накопления  результатов экспериментальных  и теоретических исследований, позволяющих  совершенствовать расчет, технологию  и конструкцию соединения. Развитие  технологической культуры и особенно  точности производства деталей  обеспечивает этому соединению  все более широкое применение. С помощью натяга с валом  соединяют зубчатые колеса, маховики, подшипники качения, роторы электродвигателей,  диски турбин и др. Соединения  с натягом могут быть основными  вспомогательными. В первом случае  большая доля нагрузки воспринимается  посадкой, а шпонка только гарантирует  прочность соединения. Во втором  случае посадку используют для  частичной разгрузки шпонки и  центрирования деталей. 

 

Заключение

 

 

 Детали, составляющие машину связаны между собой тем или иным способом. Эти связи можно разделить на подвижные (различного рода шарниры, подшипники и т.д.) и неподвижные (резьбовые, сварные и т.д.). Неподвижные связи в технике называют соединениями.

 

 Соединения являются  важными элементами конструкций.  Многие аварии и прочие неполадки  в работе машин и сооружений  обусловлены неудовлетворительным  качеством соединений.

 

 Основным критерием  работоспособности расчета соединений  является прочность. Необходимо  стремиться к тому, чтобы соединение  было равнопрочным с соединяемыми  элементами. Желательно, чтобы соединение  не искажало форму изделия,  не вносило дополнительных элементов  в его конструкции и т.п.

 

 По признаку разъёмности все виды соединений можно разделить на разъемные и неразъемные:

 

1) Разъемные соединения  позволяют разъединять детали  без всяких повреждений. К ним  относятся резьбовые, штифтовые,  клеммовые, шпоночные, шлицевые и профильные соединения.

 

2) Неразъемные соединения  не позволяют разъединять детали  без их повреждений. Применение  неразъемных соединений обусловлено  в основном технологическими  и экономическими требованиями. К этой группе соединений относятся  заклепочные, сварные и соединения  с натягом. 

 

 

Список литературы

 

 

 Артоболевский И. И.  Теория механизмов и машин.  – М.: Наука, 1988.

 

 Биргер И. А., Иосилевич Г. Б. Резьбовые и фланцевые соединения. – М.:Машиностроение,1990.

 

 Воробьев Н. В. Цепные  передачи. – М.: Машиностроение, 1968.

 

 Детали машин. Атлас  конструкций. Под ред. Решетова  Д. Н. Части I и II. = М.:Машиностроение, 1992.

 

 Иванов М. Н., Иванов  В.Н. Детали машин. Курсовое  проектирование. – М.: Высшая школа, 1975.

 

 Иосилевич Г. Б. Детали машин. – М.: Машиностроение, 1988

 

 Кудрявцев В. Н. Детали  машин. – Л.: Машиностроение, 1980.

 

 Николаев Г. А., Винокуров  В. А. Сварные конструкции. Расчет  и проектирование. – М.: Машиностроение,1990.

 

 Решетов Д. Н. Детали  машин. – М.: Машиностроение, 1989.

 

 Хряпин В. И. Справочник паяльщика. – М.:Машиностроение, 1981.