Конспект лекций (wecompress.com). Лекция основные понятия и определения
 Скачать 5.8 Mb.
|
|
Преимущества шлицевого соединения: 1. высокая нагрузочная способность; 2. меньшая концентрация напряжений в материале вала и ступицы; 3. лучшее центрирование соединяемых деталей и более точное направление при осевых перемещениях. Недостатком шлицевого соединения является относительно высокая стоимость и трудоёмкость изготовления. Шлицевые валы изготавливаются в массовом производстве по технологии, аналогичной технологии изготовления зубчатых колёс (метод обкатки, способ – нарезание посредством червячных фрез), в штучном и мелкосерийном производстве используется метод копирования (требует наличия специального инструмента), а в случае отсутствия специнструмента валы изготавливаются методом фрезерования на универсальных фрезерных станках. Шлицевые пазы в отверстиях ступиц при массовом производстве изготавливаются методом протягивания (инструмент – протяжка) или долблением специальными долбяками. В штучном производстве изготовление ведётся только долблением.
Центрирование вала и ступицы в шлицевых соединениях может выполняться тремя способами: 1. по боковым поверхностям шлицов; 2. по внешнему (наружному) диаметру (диаметру вершин шлицов); 3. по внутреннему диаметру (по дну впадин между шлицами). В прямобочных шлицевых соединениях используют любой из трёх названных способов центрирования, в эвольвентных – только два, по боковым поверхностям или по наружному диаметру, в соединениях с треугольными шлицами применим только способ центрирования по боковым поверхностям.  Шлицевое соединение валов Профильные, призматические и фрикционные соединения Профильное соединение -подвижное или неподвижное соединение двух соосных деталей, контактная поверхность которых в поперечном сечении имеет форму плавной замкнутой кривой, отличной от окружности.
Достоинством профильного соединения является отсутствие выступающих элементов, вызывающих концентрацию напряжений. Однако в профильных соединениях 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.
Призматическое соединение - подвижное или неподвижное соединение двух соосных деталей, контактная поверхность которых в поперечном сечении имеет форму многоугольника. Наиболее распространёнными среди призматических соединений являются соединения «на квадрат» или «на шестигранник». Призматические соединения наиболее просты в изготовлении при индивидуальном производстве. К группе фрикционных соединений (соединений с натягом) относятся соединения, в которых передача крутящего момента происходит за счёт сил трения, возникающих между контактирующими поверхностями соединения вследствие их предварительного сжатия при сборке. Такими являются соединения прессовые, клеммовые и конусные. Фрикционные соединения просты в изготовлении и сборке, но склонны к ослаблению несущей способности при многократной переборке. Разборка и сборка таких соединений требует особой аккуратности и, как правило, должна выполняться с применением специальных технологических приёмов и приспособлений.  Прессовое соединение Прессовое соединение характеризуется тем, что в свободном состоянии (до сборки) диаметр посадочной поверхности вала несколько больше, чем диаметр отверстия в ступице. После сборки эти два диаметра выравниваются, при этом посадочная часть вала сжимается в радиальном направлении, а ступица растягивается.
Между контактирующими поверхностями вала и ступицы действуют контактные напряжения сжатия, а нагружение соединения крутящим моментом вызывает появление и сил трения. На концевых участках валов предпочтение часто отдаётся конусным соединениям , для затяжки которых конец вала снабжается резьбовой частью. Затяжка соединения осуществляется навинчиванием гайки на резьбовой конец вала, либо завинчиванием винта, если концевой участок вала снабжён внутренней резьбой.
В клеммовом соединении сжатие деталей обеспечивается специальными болтами. Соединение вследствие отсутствия шпонок позволяет выполнять закрепление деталей в произвольном положении, как по длине, так и по углу поворота. Это позволяет использовать соединение для закрепления на валах кривошипов, рычагов, кронштейнов. Лекция 17,18 Муфты, упругие элементы и копусные детали КОРПУСНЫЕ ДЕТАЛИ, СМАЗОЧНЫЕ И УПЛОТНЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА Корпуса и корпусные детали Для объединения всех деталей и образования из них единого работоспособного механизма или тем более машины необходимы корпусные детали. Корпус - деталь или группа сочленённых деталей, предназначенная для размещения и фиксации подвижных деталей механизма или машины, для защиты их от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды, а также для крепления механизмов в составе машин и агрегатов. Кроме того, корпусные детали весьма часто выполняют роль ёмкости для хранения эксплуатационного запаса смазочных материалов. Корпусные детали составляют значительную часть массы машин или механизмов. Разрушение корпусных деталей в процессе работы наиболее часто ведет к необратимой аварии машины. Классификация корпусных деталей: 2) По сообщённости внутреннего пространства с внешней средой: 2.1) закрытые, внутренняя полость которых, как во время работы, так и в неработающем состоянии, полностью изолирована от внешней среды; 2.2)полузакрытые, внутренняя полость которых может сообщаться с внешней средой в отдельные моменты (часть времени) работы машины (механизма) или в неработающем состоянии; 2.3) открытые, внутренняя полость которых постоянно сообщена с внешней средой. 3) По пригодности для хранения эксплуатационного запаса смазочных материалов: 3.1)сухие корпуса, не предназначенные для хранения эксплуатационного запаса смазочных материалов; 3.2) маслонаполненные, ёмкость которых достаточна для хранения эксплуатационного запаса смазочных материалов. 4) По основному материалу, из которого изготовлены детали корпуса: 4.1) металлические (чугун, сталь литая, сталь сварная, лёгкие сплавы: алюминиево-кремниевые, алюминиево-магниевые); 4.2) неметаллические(пластики, дерево, фанера). Серый чугун является одним из самых дешёвых и распространённых материалов для изготовления корпусных деталей. Вместе с тем чугунные корпусные детали имеют наибольшую массу по сравнению с аналогичными деталями, выполненными из других материалов. Поэтому из чугуна изготавливают корпуса стационарных машин и механизмов, устанавливаемых на фундаменте. Существенным недостатком чугуна, как корпусного материала, является плохая его ремонтопригодность. Корпуса из алюминиевых сплавов в силу низкой плотности алюминиевых сплавов по общей массе существенно меньше стальных и чугунных. Такие корпуса легко обрабатываются на станках, а по ремонтопригодности с применением сварки являются примерно такими же, как и чугунные. Литой корпус должен удовлетворять не только конструктивным, но и технологическим требованиям. Так, например, поверхности, расположенные по направлению выемки формы при формовании должны снабжаться литейными уклонами (обычно 3…5°). Места стыковки разнонаправленных поверхностей должны сопрягаться радиусными переходами. Поверхность дна маслонаполненных корпусов должна иметь уклон 2…3° в сторону сливного отверстия. Места установки подшипниковых опор в корпусах обычно выполняются утолщёнными и подкрепляются рёбрами жесткости. Кроме того, корпуса механизмов с высоким тепловыделением (например, червячных редукторов) снабжаются рёбрами с целью увеличения поверхности, отдающей тепло окружающему воздуху. Смазка механизмов и смазочные устройства Смазыванием называют подведение смазывающего материала к поверхностям трения механизма с целью снижения потерь энергии в механизме, уменьшения скорости изнашивания поверхностей трения и защиты этих поверхностей от коррозии. Подачу смазывающего агента к поверхностям трения обеспечивают смазочные устройства. Конструкция смазочных устройств определяется особенностями и ответственностью проектируемого механизма или машины в целом, режимом её работы, размерами элементов пары трения, условиями эксплуатации и многими другими факторами.
Простейшими устройствами, предназначенными для индивидуальной периодическойсмазки узлов трения, являются маслёнки. Для подачи жидких масел применяют масленки с поворотной крышкой и шариковые. Масло в эти маслёнки подается с помощью переносных наливных маслёнок или специальных шприцов. Для подачи консистентной (пластичной) смазки применяются колпачковые маслёнки и прессмаслёнки. Внутренняя полость колпачковой маслёнки заполняется смазочным материалом и посредством периодического подкручивания колпачка на 1…2 оборота проталкивается к узлу трения. Прессмаслёнки стандартизованы и выпускаются массовым тиражом промышленностью. Консистентная смазка через прессмаслёнку продавливается в узел трения специальным шприцом, в полости которого создаётся избыточное давление вручную или механически. Для обеспечения постоянного смазывания зубчатых, червячных и цепных передач наибольшее распространение получила картерная смазка окунанием. При этом способе смазки жидкое масло необходимой консистенции заливается непосредственно в корпус механизма, причём его уровень устанавливается таким, чтобы часть зубьев, участвующих в работе передачи, в своём движении проходила через масляную ванну. МУФТЫ В общем случае муфта – устройство для соединения валов, тяг, труб, канатов, кабелей. Следует различать соединительные муфты приводов машин, которые и рассматриваются в данном курсе. Механические муфты - это устройства для соединения валов и передачи между ними вращающего момента без изменения параметров движения.  Муфты на зубчатом редукторе Существует множество муфт, различающихся по функциональному назначению, принципу действия и конструктивному исполнению. Назначение муфт: компенсация неточности сопряжения соединяемых концов валов; смягчение крутильных ударов и гашение колебаний; предохранение механизмов от разрушенияпри действии нештатных нагрузок; периодическое сцепление и расцеплениевалов в процессе движения или во время остановки; Классификация муфт: по жесткости – жёсткие (не способные снижать динамические нагрузки и гасить крутильные колебания) и упругие (сглаживающие вибрации, толчки и удары благодаря наличию упругих элементов и элементов, поглощающих энергию колебаний); по подвижности - неподвижная, подвижная; по конструктивным признакам – жесткая втулочная (глухая), зубчатая, шарнирная, карданная, с торообразной оболочкой, втулочно-пальцевая, конусная фрикционная.  Различные виды муфт Жесткие муфты О  ни могут быть втулочными или фланцевыми. Втулочные иногда называются глухими. Это самые простые конструкции и обычно применяются в лёгких машинах. Требуют точной соосности, затрудняют сборку-разборку, имеют малую жёсткость на изгиб. Их работоспособность определяется прочностью в местах крепления к валам.Ч  аще применяются фланцевые жёсткие муфты, т.к. они допускают лёгкую сборку-разборку. Такие конструкции имеют две полумуфты в виде фланцев, устанавливаемых на концах валов с натягом и стянутых болтами. Вращающий момент передаётся за счёт сил трения между фланцами, а когда болты вставлены без зазора, то также и болтами.  Жесткая фланцевая муфта Компенсирующие муфты Иногда называют самоустанавливающимися. Они соединяют валы с небольшими смещениями осей.  Наиболее популярна конструкция зубчатой муфты. Она компенсирует осевые, радиальные и угловые смещения валов. Состоит из двух втулок (полумуфт с зубьями) и надетой на них обоймы с внутренними зубьями. Зубчатые зацепления выполняют с боковым зазором; зубьям придают бочкообразную форму; венцы полумуфт располагают на некотором расстоянии друг от друга. Зубчатые муфты малы и легки, весьма грузоподъёмны, высокооборотны. Однако эти муфты чувствительны к перекосам, несущая способность муфт резко падает с ростом перекоса валов.  Зубчатая компенсирующая муфта Подвижные муфты Они допускают соединение валов с повышенным взаимным смещением осей как вызванными неточностями, так и специально заданными конструктором. Я  рким представителем этого семейства являются шарнирные муфты (карданными муфтами, шарниры Гука).Шарнирные муфты соединяют валы под углом до 45о, позволяют создавать цепные валы с передачей вращения в самые недоступные места. Всё это возможно потому, что крестовина является не одним шарниром, а сразу двумя с перпендикулярными осями.    Карданная и шарнирная муфты Упругие муфты Предназначены главным образом для смягчения (амортизации) ударов, толчков и вибрации. Кроме того, допускают некоторую компенсацию смещений валов. Г  лавная особенность таких муфт – наличие металлического или неметаллического упругого элемента. Способность упругих муфт противостоять ударам и вибрации значительно повышает долговечность машин.Муфта способна компенсировать значительные неточности монтажа валов. Широкое применение находит упругая втулочно-пальцевая муфта. З  десь нет необходимости крепить резину к металлу, легко заменять упругие элементы при износе. В этих муфтах момент передаётся через пальцы и насаженные на них упругие элементы в форме колец или гофрированных втулок. Такие муфты легки в изготовлении, просты в конструкции, удобны в эксплуатации и поэтому получили широкое применение, особенно для передачи вращения от электродвигателя.   Упругие торообразная втулочно-пальцевая муфты |
