Общие сведения о соединениях.

Детали, составляющие машину, связаны между собой тем или иным способом.

Эти связи можно разделить на подвижные (различного рода, шарниры, подшипники, зацепления и пр.) и неподвижные (резьбовые, сварные, шпоночные).

Неподвижные связи в технике называют соединениями.

По признаку разъемности все виды соединений можно разделить на разъемные и неразъемные.

Разъемные соединения позволяют разъединять детали без их повреждения. К ним относятся резьбовые, штифтовые, клеммовые, шпоночные, шлицевые и профильные соединения.

Неразъемные соединения не позволяют разъединять детали без их повреждения. Применение неразъемных соединений обусловлено в основном технологическими и экономическими требованиями.

К этой группе соединений относятся заклепочные, паяные, клеевые,сварные и соединения с натягом (прессовые).

Основным критерием работоспособности и расчета соединений является прочность.

Для проектирования,изготовления, изображения и обозначения соединений на чертежах существуют определенные правила:

1. Номинальный размер - это размер детали, полученный расчетом или назначенный из конструктивных соображений.

2. Действительный размер детали - это размер, установленный измерением с допустимой погрешностью, он всегда отличается от номинального.

3. Предельные размеры (наибольший и наименьший) - это два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер.

4. Предельные отклонения (верхнее, нижнее) - алгебраическая разность соответственно между наибольшим и наименьшим предельными и номинальными размерами.

5.. Допуск - это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами; допуск - величина всегда положительная. Он определяет заданную точность изготовления детали.

6. Квалитет – степень точности изготовления размера Стандартом СЭВ-144-75 устанавливается 19 квалитетов: 01; 0; 1; 2;... 17 (в порядке понижения точности), наиболее распространены в общем машиностроении 5, 6, 7, 8, 9 квалитеты.

 

3.Общие сведения о резьбовых соединениях.

Резьбовыми называют такие соединения, которые осуществляется крепежными деталями посредством резьбы. Резьба представляет собой чередующиеся выступы и впадины на поверхности тела вращения, расположенные по винтовой линии. Основные определения, относящиеся к резьбам общего назначения, стандартизованы.

Резьбовые соединения являются самым распространенным видом соединений вообще и разъемных в частности. В современных машинах детали, имеющие резьбу, составляют свыше 60% от общего количества деталей. Широкое применение резьбовых соединений в машиностроении объясняется их достоинствами: универсальностью, высокой надежностью, малыми габаритами и весом крепежных резьбовых деталей, способностью создавать и воспринимать большие осевые силы, технологичностью и возможностью точного изготовления.

Недостатки резьбовых деталей: значительная концентрация напряжений в местах резкого изменения поперечного сечения и низкий КПД подвижных резьбовых соединений.

По форме основной поверхности различают цилиндрические и конические резьбы. Наиболее распространена цилиндрическая резьба. Коническую резьбу применяют для плотных соединений труб, масленок, пробок.

Профиль резьбы – контур сечения резьбы в плоскости, проходящей через ось основной поверхности. По профилям различают треугольные, прямоугольные, трапециидальные, круглые и другие резьбы.

По направлению винтовой линии различают правую и левую резьбы. У правой резьбы винтовая линия идет слева направо и вверх, у левой – справа налево и вверх. Наиболее распространена правая резьба. Левую резьбу применяют только в специальных случаях.

В зависимости от количества ниток резьбы, из которых она образована, различают однозаходную, двухзаходную, трехзаходную и другие резьбы.

Основные типы резьб.По назначению различают резьбы крепежные и резьбы для винтовых механизмов (ходовые).

К ходовым резьбам относятся: а) прямоугольная; б) трапециидальная симметричная; в) трапециидальная несимметричная или упорная.

Все остальные являются крепежными: метрическая с треугольным профилем, трубная; треугольная со скругленными вершинами и впадинами; круглая и пр.

Выбор профиля резьбы. Определяется многими факторами важнейшие, из которых прочность, технологичность и силы трения в резьбе.

Резьбы винтовых механизмов должны быть с малыми силами трения, чтобы повысить КПД и уменьшить износ. Прочность во многих случаях не является для них основным критерием, определяющим размеры винтовой пары.

В крепежной метрической резьбе силы трения на 15 … 20% больше, чем в ходовых резьбах.

Резьбы трубные - применяются для герметичного соединения труб и арматуры (масленки, штуцера).

На тонкой стенке трубы невозможно нарезать резьбу с крупным шагом без существенного уменьшения прочности трубы. Поэтому трубная резьба имеет мелкий шаг. В международном стандарте для трубной резьбы до настоящего времени еще сохранено измерение в дюймах.

Основные виды разрушения резьб: крепежных – срез витков, ходовых износ витков. В связи с этим расчет крепежной резьбы на прочность проводится по напряжениям среза, ходовой – по напряжениям смятия.

Основными крепежными деталями резьбовых соединений являются болты, винты, шпильки и гайки.

Основные понятия о передачах.

Механическая энергия, используемая для приведения в движение машины-орудия, представляет собой энергию вращательного движения вала двигателя. Вращательное движение получило наибольшее распространение в механизмах и машинах, так как обладает следующими достоинствами: обеспечивает непрерывное и равно мерное движение при небольших потерях на трение; позволяет иметь простую и компактную конструкцию передаточного механизма.

Все современные двигатели для уменьшения габаритов и стоимости выполняют быстроходными с весьма узким диапазоном изменения угловых скоростей. Непосредственно быстроходный вал двигателя соединяют с валом машины редко (вентиляторы и т. п.). В абсолютном большинстве случаев режим работы машины-орудия не совпадает с режимом работы двигателя, поэтому передача механической энергии от двигателя к рабочему органу машины осуществляется с помощью различных передач.

В современном машиностроении применяют механические, пневматические, гидравлические и электрические передачи. В настоящем курсе рассматривают только наиболее распространенные механические передачи.

Механическими передачами, или просто передачами, называют механизмы, передающие работу двигателя исполнительному органу машины. Передавая механическую энергию, передачи одновременно могут выполнять следующие функции: понижать и повышать угловые скорости, соответственно повышая или понижая вращающие моменты; преобразовывать один вид движения в другой (вращательное в возвратно-поступательное, равномерное и прерывистое и т. д.); регулировать угловые скорости рабочего органа машины; реверсировать движение (прямой и обратный ходы), распределять работу двигателя между несколькими исполнительными органами машины.

В зависимости от принципа действия все механические передачи делятся на две группы; передачи трением - фрикционные и ременные; передачи зацеплением - зубчатые, червячные, цепные.

Все передачи трением имеют повышенную изнашиваемость рабочих поверхностей, так как в них неизбежно проскальзывание одного звена относительно другого.

В зависимости от способа соединения ведущего и ведомого звеньев бывают: передачи непосредственного контакта – фрикционные, зубчатые, червячные; передачи гибкой связью - ременные, цепные. Передачи гибкой связью допускают значительные расстояния между ведущим и ведомым валами.

 

5. Основнымикритериями работоспособности ременных передач.

Основными критериями работоспособности ременных передач являются:

- тяговая способность, определяющаяся силой трения между ремнем и шкивом; б_t = F_t / A,

где: F_t сила трения, A - площадь сечения ремня

- долговечность ремня, в условиях нормальной эксплуатации ограничивается разрушением ремня от усталости.

В основе создаваемых в настоящее время методов расчета ремней на долговечность лежит уравнение кривой усталости, по которому наибольшее напряжение в ремне

,

Где: С и m – постоянные, определяемые экспериментально для

каждой конструкции ремня;

N_Σ – число циклов нагружения за полный срок службы.

 

Полный цикл напряжений соответствует одному пробегу ремня, при котором четыре раза меняются напряжения. Число пробегов ремня за весь срок работы передачи пропорционально числу пробегов в секунду:

 

U = υL/l ≤ [U],

Где: υ – скорость ремня, м/с; l – длина ремня, м; [U] – допускаемое

число пробегов в секунду, с^-1.

Число пробегов является скоростным фактором, влияющим на долговечность: чем больше U, тем выше частота циклов, тем меньше срок службы ремня.

Упругое скольжение ремня характеризуется коэффициентом скольжения ξ, который представляет относительную потерю скорости на шкивах:

ξ = (υ₁ – υ₂)/ υ_1,

Где: υ₁ и υ₂ – окружные скорости ведущего и ведомого шкивов.

При нормальном режиме работы обычно ξ = 0,01...0,02. Упругое скольжение является причиной некоторого непостоянства передаточного числа ременных передач.

Окружные скорости шкивов передачи

υ₁ = w₁d_l/2 и υ₂ = w₂d₂/2,

где: w₁ и w₂ – угловые скорости ведущего и ведомого шкивов;

d₁ и d₂ – диаметры этих шкивов.

Вследствие упругого скольжения υ₁>υ₂. Разделив υ₁ на υ₂ с учетом формулы, получим передаточное число ременной передачи:

u = w₁/w₂ = d₂/[d₁(1 - ξ)]

Для плоскоременных передач рекомендуется u ≤ 5, для клиноременных u ≤7, для поликлиноременных u ≤ 8.

1.Межосевое расстояние а рекомендуется:

для плоскоременных передач

а≥ 1.5 (d₂ + d₁);

для клиноременных и поликлиноременных передач

а ≤ 0,55 (d₂ + d₁) + h

 

2. Расчетная длина ремня l равна сумме длин прямолинейных участков и дуг обхвата шкивов:

l = 2а +π (d₂ + d₁) /2 + (d₂ - d₁) / (4 а)

3.Межосевое расстояние при окончательно установленной длине ремня

_________________________

а = { 2l - π (d₂ + d₁) +√ [ 2l-π (d₂ + d₁)]² -8 (d₂ - d₁)² } / 8