Болтовые резьбовые соединения

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 23Следующая ⇒

I - соединение с помощью болта;

II — виды болтов:

а - шестигранной формы;

б - шестигранной с отверстием;

в - полукруглой и с квадратным подголовником;

г - с усом;

д-потайной.

Детали резьбовых соединений

Болты и винты по конструкции схожи между собой — цилиндрической

формы стержень с головкой на одном конце и резьбой на другом.

Винт - крепёжное изделие в виде стержня с наружной резьбой на одном конце и конструктивным элементом для передачи крутящего момента на другом.

Винт предназначен для образования резьбового соединения или фиксации. Кроме соединения деталей винты наряду с болтами могут выполнять функцию оси вращающихся деталей.

Современная модификация болта

Шпилька — цилиндрический стержень с резьбой на обоих концах. При соединении с помощью шпильки можно получать как болтовое соединение (реже), так и соединение винтом.

Если в одной из деталей есть резьбовое углубление, то в него до отказа завинчивается один конец шпильки, на стержень надевается вторая деталь, а затем на свободный конец шпильки навинчивается гайка. Для разборки соединения достаточно отвинтить гайку и удалить деталь, а шпильку можно не выворачивать.

Шпильки и шпилечные соединения

Гайка — крепёжное изделие с резьбовым отверстием, образующее соединение с помощью винта, болта или шпильки. Обычно, гайки изготавливаются шестигранной формы под гаечный ключ, но могут быть и квадратными, круглыми с насечкой, с выступами под пальцы или другой формы.

Виды гаек

Шайба - крепёжное изделие, подкладываемое под другое крепёжное изделие для создания большей площади опорной поверхности, уменьшения повреждения поверхности детали, предотвращения самоотвинчивания крепёжной детали, а также для уплотнения соединения с прокладкой.

Виды шайб

Шпоночное соединение - соединение охватывающей и охватываемой детали для передачи крутящего момента с помощью шпонки. Шпоночное соединение позволяет обеспечить подвижное соединение вдоль продольной оси.

В торговом машиностроении шпоночные соединения применяются достаточно широко: для крепления к валам и передачи вращения шкивам, колесам, звездочкам и другим деталям, а также для жесткой фиксации деталей друг с другом, например, в мясорубке для фиксации ножевых решеток внутри корпуса.

Схема шпоночных соединений

Штифтовое соединение - Применяются для точного взаимного фиксирования деталей и передачи небольших нагрузок.

Штифты делят на установочные и крепежные. По форме различают цилиндрические и конические штифты. По конструкции рабочей части штифты выполняют гладкими и насеченными. Насечки на штифте позволяют использовать отверстие, полученное сверлением без последующего развертывания (как для гладких штифтов), а также допускают многократную постановку их в одно и то же отверстие.

Шлицевые соединения - соединение вала (охватываемой поверхности) и отверстия (охватывающей поверхности) с помощью шлицев (пазов) и зубьев (выступов), радиально расположенных на поверхности. Обладает большой прочностью, обеспечивает соосность вала и отверстия, с возможностью осевого перемещения детали вдоль оси.

Шлицевые соединения имеют некоторые преимущества по сравнению со шпоночными, так как они меньше ослабляют вал, могут передавать большие мощности и скорости, обеспечивают осевое перемещение деталей вдоль вала, а также лучшее центрирование соединяемых деталей.

Шлицевые соединения

Клиновое соединение – соединяющей деталью является клин – пластинка, ограниченная двумя параллельными плоскостями. В напряженных клиновых соединениях боковые стороны клина непараллельны. Клин вставляют в пазы скрепляемых деталей и заколачивают. Благодаря малому углу между боковыми сторонами клина надежно удерживается в пазах деталей силами трения.

Схемы клиновых соединений

Детали передач

Детали передач служат для передачи Движения, изменения скорости, мощности и направления движения.

К ним относятся: оси и валы; опоры осей и валов; муфты; передачи; передаточные механизмы; редукторы.

Оси и валы

Оси и валы поддерживают в пространстве вращающиеся детали и части машин. При этом оси только поддерживают вращающиеся части в пространстве, а валы не только поддерживают, но и придают им вращательное движение.

Ось – деталь машины, предназначенная только для поддержания установленных на ней деталей. Ось не передает вращающегося момента и, следовательно, не испытывает кручения. Оси могут быть подвижными и неподвижными. Как правило, оси изготавливаются прямыми.

Вал – вращающаяся деталь машины, предназначенная для поддержания установленных на нем деталей или для передачи вращающегося момента. При работе вал испытывает изгиб и кручение, в отдельных случаях растяжение и сжатие. По геометрической форме валы делятся на прямые, коленчатые и гибкие.

Обозначение валов и осей на схемах -

Прямые валы и оси могут быть гладкими или ступенчатыми. Образование ступеней связано с различной напряженностью отдельных сечений, а также условиями изготовления и сборки.

По типу сечения оси и валы бывают сплошные и полые. Полое сечение применяется для уменьшения массы и для размещения внутри другой детали.

Цапфы – участки вала или оси, лежащие в опорах. Они подразделяются на шипы, шейки и пяты. Опорами для шипов и пяты являются соответственно подшипники и подпятники. Наиболее часто используются подшипники, которые по характеру силы трения подразделяются на подшипники трения скольжения и подшипники трения качения.

Коленчатый вал Прямые валы

Основное отличие оси от вала состоит в том, что ось не осуществляет передачу крутящего момента на другие детали. На нее оказывают воздействие только поперечные нагрузки, и она не испытывают сил кручения.

Вал, в отличие от оси, передает полезный крутящий момент деталям, которые на нем закреплены. Кроме того, оси бывают как вращающимися, так и неподвижными. Вал же вращается всегда. Большинство валов можно разделить по геометрической форме оси на прямые, кривошипные (эксцентриковые) и гибкие. Также бывают валы коленчатые или непрямые, которые служат для преобразования возвратно-поступательных движений во вращательные. Оси же по своей геометрической форме бывают только прямыми.

Опоры валов – подшипники.

Опорные части валов в зависимости от расположения называются шип и пята. Опорами для них являются соответственно подшипники и подпятники. Наиболее часто используются подшипники, которые по характеру силы трения подразделяются на подшипники трения скольжения и подшипники трения качения.

Подшипники скольжения проще по конструкции, чем подшипники качения, и представляют собой два диска: один внутри другого. На внутренний диск, который называется вкладыш, укрепляется вал, а наружный диск закрепляется внутри корпуса (станины). Подшипники данного типа подразделяются на глухие — неразъемные (а, б) и разъемные (в). Глухие подшипники не могут передавать большие мощности и не выдерживают больших скоростей.

Подшипники

Подшипник – сборочный узел, являющийся частью опоры или упора и поддерживающий вал или иную подвижную конструкцию с заданной жесткостью. Фиксирует положение в пространстве, обеспечивает вращение, качение или линейное перемещение с наименьшим сопротивлением, воспринимает и передает нагрузку от подвижного узла на другие части конструкции.

По принципу работы подшипники можно разделить на:

· подшипники качения;

· подшипники скольжения.

Подшипники качения состоят из двух колец, тел качения и сепаратора, отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца выполняют желоба – дорожки качения, по которым при работе подшипника катается тела качения.

Имеются подшипники качения, изготовленные без сепаратора. Такие подшипники имеют большее число тел качения и большую грузоподъемность. Однако предельные частоты вращения таких подшипников значительно ниже.

В подшипниках качения возникает преимущественно трение качения, поэтому по сравнению с подшипниками скольжения снижаются потери энергии и трение, и уменьшается износ.

Схема шарикоподшипника

Виды шариковых подшипников

· По виду тел качения:

o шариковые;

o роликовые;

· По типу воспринимаемой нагрузки:

o радиальные;

o радиально – упорные, упорно – радиальные;

o упорные;

o линейные;

o шариковые винтовые передачи.

Шарикоподшипники, роликоподшипники и иглподшипники в отличие от подшипников скольжения имеют меньше потерь на трение и нагрев, меньшие габариты, но боятся загрязнений и требуют смазки.

· По числу рядов тел качения:

Ø Однорядные.

Ø Двухрядные.

Ø Многорядные.

· По способности компенсировать несоосность вала и втулки:

Ø Самоустанавливающиеся.

Ø Несамоустанавливающиеся.

Виды подшипников

Шарикоподшипник - а –однорядный, б- двухрядный;

Роликоподшипник – в - однорядный, г – двухрядный;

Игольчатый подшипник – д.

Подшипник скольжения – опора или направляющая механизма или машины, в которой трение происходит при скольжении сопряженных поверхностей.

Радиальный подшипник скольжения представляет собой корпус, имеющий цилиндрическое отверстие, в которое вставляется рабочий элемент – вкладыш, или втулка и смазывающее устройство. Между валом и отверстием втулки подшипника имеется зазор, заполненные смазочным материалом, который позволяет свободно вращаться валу.

Схема подшипника скольжения

Примеры подшипников скольжения

Смазка является одним из основных условий надежной работы подшипника и обеспечивает: низкое трение, разделение подвижных частей, теплоотвод, защиту от вредного воздействия окружающей среды и может быть:

· жидкой;

· пластичной;

· твердой;

· газообразной.

Достоинства подшипников скольжения:

· Надежность в высокоскоростных приводах.

· Способны воспринимать значительные ударные и вибрационные нагрузки.

· Сравнительно малые радиальные размеры.

· Допускают установку разъемных подшипников на шейки коленчатых валов и не требуют демонтажа других деталей при ремонте.

· Простая конструкция в тихоходных машинах.

· Позволяют работать в воде.

· Допускают регулирование зазора и обеспечивают точную установку геометрической оси вала.

· Экономичны при больших диаметрах валов.

Недостатки:

· В процессе работы требуют постоянного надзора за смазкой.

· Сравнительно большие осевые размеры.

· Большие потери на трение при пуске и несовершенной смазке.

· Большой расход смазочного материала.

· Высокие требования к температуре и чистоте смазки.

· Пониженный коэффициент полезного действия.

· Неравномерный износ подшипника и цапфы.

· Применение более дорогих материалов.

Обозначение подшипников и валов на схемах –

Муфты

Муфта — деталь машины, предназначенная для соединения друг с другом концов валов и свободно сидящих на них деталей и передачи крутящего момента. Служат для соединения двух валов, расположенных на одной оси или под углом друг к другу. Муфта передаёт механическую энергию без изменения её величины.

Пример жесткой муфты

Классификация:

По видам управления:

· Управляемые — сцепные, автоматические.

· Неуправляемые — постоянно действующие.

По группам муфт:

· Жёсткие муфты.

· Компенсирующие муфты — компенсируют радиальные, осевые и угловые смещения валов.

· Упругие муфты — компенсация динамических нагрузок.

· Сцепные муфты — соединение или разъединение валов или валов с установленными на них деталями.

· Самоуправляемые (автоматические) муфты.

· Гидравлические (гидродинамические).

· Электромагнитные и магнитные.

Передачи

Передачи – механизмы, которые передают механическую энергию, изменяя скорость вращательного движения, а иногда и направление вращения, и положение оси вращения в пространстве.

Передаточное число или передаточное отношение – отношение угловой скорости ведущей шестерни к угловой скорости ведомой шестерни, или отношение числа зубцов ведомой шестерни к числу зубцов ведущей шестерни.

, где

i – передаточное отношение;

W1 – угловая скорость ведущей шестерни;

W2 – угловая скорость ведомой шестерни;

Z1 – число зубцов ведущей шестерни;

Z2 – число зубцов ведомой шестерни.

Передачи, где возможно плавное регулирование скоростей на ходу, называются вариаторами.

Различают следующие виды передачи: с гибкой связью и с жесткой связью; трением и зацеплением.

К передачам с гибкой связью относятся:

· ременные и цепные (г, д);

· с жесткой связью — фрикционные (а);

· зубчатые (б); червячные (в).

К передачам трением — фрикционные (а) и ременные (г).

К передачам зацеплением—зубчатые, червячные и цепные.

Ременные передачи

Состоят из двух шкивов и надетого на них бесконечного ремня. Передача движения происходит за счет силы трения, которая возникает между поверхностями ремня и шкива.

По виду ремня различают плоскоременные, клиноременные (в), поликлиновые (г) и круглоременные (д) передачи. В подавляющем большинстве ременные передачи передают движение параллельным валам. Натяжение ремня можно регулировать увеличением расстояния между шкивами или с помощью натяжного ролика (е).

Преимуществами ременных передач являются простота изготовления, бесшумность и плавность хода, возможность передавать движение на большое расстояние, самопредохранение (при перегрузках — пробуксовывание ремня), а также возможность одним ремнем привести в действие несколько валов (ж).

К недостаткам относятся: невозможность передачи больших мощностей, непостоянство передаточного числа (при пробуксовывании), пониженный КПД (92—95%), растяжение (провисание) ремня, соскальзывание ремня со шкива.

Примеры ременных передач

Цепные передачи

Состоят из двух зубчатых колес (звездочек), на которые надета гибкая бесконечная цепь. Передача движения осуществляется за счет зацепления зубьев звездочки со звеньями шарнирной цепи.

Цепная передача вращает только параллельные валы. Цепь бывает двух видов: роликовая (а, в) и зубчатая (б). Наиболее распространена роликовая.

Преимуществами цепной передачи являются возможность передавать движение на большое расстояние, одной цепью приводить в действие несколько валов (г), при необходимости вращать их в разные стороны, достаточно высокий КПД (97—98%).

Недостатки: сложность изготовления, большой шум при работе по сравнению с ременной передачей, растяжение цепи из-за износа шарниров и поэтому необходимость периодического натяжения цепи, а также необходимость смазки.

Цепная передача

Зубчатые передачи

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒