Штифт по диаметру вала

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Диаметр — штифт

Тер — напряжение на срез; [ тср ] — допускаемое напряжение на срез; / ш — диаметр штифта ; Р — сила, действующая на штифт. [46]

По чертежу диаметр отверстия в лонжеронах под установочный штифт ( ДО 1 — 015) 14 0 035 мм; диаметр штифта 14 o oi8 мм; допустимый зазор в соединении 0 09 мм. Лонжероны должны быть установлены на передний брус по установочным втулкам и закреплены на нем болтами с пружинными шайбами. [47]

Для секций, врезанных в плиту, диаметры штифтов могут быть меньше пли равными диаметрам болтов, а для неврезных секций диаметры штифтов делают равными или больше диаметров крепежных болтов. [48]

Чтобы не была нарушена герметизация в месте прохода штифта через уплотнительное кольцо, диаметр отверстия в кольце должен быть равным или несколько меньшим диаметра штифта . Для предотвращения вращения набора шайб с кольцом и скручивания проводов свободный конец штифта должен выходить со стороны присоединительной коробки в специальный паз. Бели не предусмотреть скрепление нажимных шайб с уплотни-тельным кольцом, провода могут быть повреждены или даже перерезаны вследствие вращения шайбы относительно кольца при ввинчивании и затягивании резьбового штуцера или гайки. [49]

При сверлении отверстий под конические штифты диаметры сверл подбираются по наименьшему диаметру конца штифта, а при сверлении отверстий под цилиндрические штифты, в зависимости от диаметра штифта , припуск оставляется от 0 1 до 0 3 мм. Сверление отверстий производится на сверлильных станках, а развертывание — вручную или на станках. [50]

Отверстия для штифтов сверлят на месте установки одновременно в рычаге или муфте и на валу; диаметр отверстия должен быть на 0 2 — 0 3 мм меньше диаметра штифта . Штифты — стальные конические диаметром 6 мм. [51]

К — коэффициент запаса, равный 1 25 — 1 5, вводимый в расчет для исключения возможных срабатываний муфты при перегрузках, в частности в период пуска; d — диаметр штифта в опасном ( срезаемом) сечении; R — радиус окружности, на которой расположены штифты; тв. [52]

Кпр — коэффициент неравномерности распределения нагрузки между штифтами: при z 1 Kllp 1; при z 2 — — 3 Кпр, 1 2 — 7 — 1 3; d — диаметр штифта ; R — радиус расположения штифтов, т — предел прочности при срезе, т сств, для гладких штифтов с 0 7 — е — 0 8, для штифтов с проточкой с 0 9 — — 1; ств — предел прочности материала штифта. [54]

При передаче штифтом вращающего момента Т ( рис. 30.21 5) шрифт срезается по двум сечениям площадью A — Kd2 / 4 силой F 2TjdB, где dB — диаметр вала; d — диаметр штифта . [55]

К р — коэффициент неравномерности распределения нагрузки между штифтами: при z 1 К р 1; при z 2 — г 3 Кнр 1 2 — г — 1 3; d — диаметр штифта ; R — радиус расположения штифтов; тв — предел прочности при срезе, т ссгв, для гладких штифтов с 0 7 — 5 — 0 8, для штифтов с проточкой с 0 9 4 — 1; а — предел прочности материала штифта. [57]

После регулировки разъединителя окончательно закрепляют рычаг на его валу с помощью конических штифтов диаметром 6 мм и длиной 60 мм, В рычаге и валу сверлят отверстие, диаметр которого на 0 2 — 0 3 мм меньше диаметра штифта , и забивают в него молотком штифт. [59]

7 Расчет штифтов на прочность

При передаче вращающего момента средний диаметр штифта определяют из условия прочности на срез (рисунок 8).

dm = 2(12)

где Тк — вращающий момент;

dв диаметр вала;

i — число плоскостей среза;

[ср] — допускаемое напряжение на срез (для сталей 45 и А 12

[ср] = 35 …75 МПа)

Рисунок 8 — Штифтовое соединение для передачи

крутящего момента

При установке штифта в качестве предохранительного элемента диаметр штифта

dш = (13)

где Тк.пр — предельный вращающий момент;

в.ср — предел прочности при срезе материала штифта.

Рисунок 9 — Штифтовое соединение для передачи

поперечного усилия

При восприятии штифтом поперечного усилия (рисунок 9) уравнение прочности штифта имеет вид:

ср = 4F / ( d) [ср] (14)

8 Примеры расчета шпоночных, зубчатых

И ШТИФТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Пример 1. Цилиндрическое зубчатое колесо закреплено призматической шпонкой на валу редуктора диаметром d = 40 мм (рисунок 10).

Рисунок 10 — Зубчатое колесо, установленное на валу

на призматической шпонке

Вал (сталь 50) передает вращающий момент Т = 400 Нм. Материал шпонки — сталь 45, материал зубчатого колеса — сталь 40Х. Длина ступицы l1 =53 мм. Режим работы редуктора средний. Подобрать шпонку по СТ СЭВ 189-75 и проверить на прочность.

1. По диаметру вала dв = 40 мм выбираем по СТ СЭВ 189-75 размеры сечения призматической шпонки: b = 12 мм; h = 8 мм;

по таблице 1 находим справочный размер K = 3,6 мм. Длину шпонки l

принимаем на 3 – 5 мм меньше длины ступицы l1 колеса и сравниваем с рядом длин шпонок (таблица 1). Выбираем рабочую длину шпонки lp = 50 мм (lp = 53 – 3 = 50 мм). Размеры выбранной шпонки 12 х 8 х 50.

2. Проверяем выбранную шпонку на смятие по формуле (2); расчет проводим по «слабому» звену:

см = 2 400 / (40 10 -3 50 10 -3 3,6 10 -3 = 111 МПа

см = 111 МПа [см] = 130…180 МПа (для среднего режима работы)

3. Проверяем прочность выбранной шпонки на срез (формула 3):

ср = 2 400 / (40 10 -3 12 10 -3 50 10 -3 ) = 33,33 МПа;

ср = 33,33 МПа [ср] = 70…100 МПа.

Следовательно, призматическая шпонка 12 х 8 х 50 (ГОСТ 23360-78, СТ СЭВ 189 — 75) по условию прочности подходит для данного соединения.

Пример 2. Определить предельный вращающий момент, который может передать призматическая шпонка размером 20х12х110 (СТ СЭВ 189-75). Шпонка изготовлена из стали 45 и фиксирует зубчатое колесо на валу редуктора. Материал ступицы — чугун, материал вала — сталь 50, диаметр вала dв = 70 мм. Режим работы средний.

Рабочая длина шпонки lp = l b = (110 – 20) = 90 мм.

2. По таблице 1 находим справочный размер К = 5,2 мм.

Принимаем допускаемое напряжение на смятие [см] = 80 МПа (для ступиц из чугуна и алюминиевых сплавов).

3. Предельный вращающий момент

Тпр = [см] dв lрК/2 = 80 10 6 70 10 -3 90 10 -3 5,2 10 -3 / 2 = 1310,4 Нм.

Пример 3. Подобрать сегментную шпонку для крепления втулочной муфты на валу диаметром dв = 40 мм и проверить ее на срез и смятие.

Передаваемая мощность P = 2 кВт, частота вращения вала 1140 мин -1 . Режим работы средний. Муфта выполнена из стали 40Х, шпонка — из стали 45, вал — из стали 50.

По таблице 2 для диаметра вала dв = 26 мм выбираем

сегментную шпонку с размерами (мм):

d = 6; h = 10, d1 = 25, l = 24,5 t = 7,5

2. Передаваемый муфтой момент:

Т = Р/ = 30Р/(n) = 30 2 10 3 /(3,14 1140) = 16,76 Нм

3. Напряжение смятия (формула 4):

см = 2 16,76/[40 10 -3 (10 10 -3 – 7,5 10 -3 ) 24,5 10 -3 ] =

= 13,68 МПа [см] =80 … 150 МПа

4. проверяем напряжения среза по формуле (5):

ср= 2 16,76/(40 10 -3 6 10 -3 24,5 10 -3 ) = 5,70 МПа [ср] = 100 МПа.

Выбранная шпонка работает с большим запасом прочности.

Пример 4. Подобрать и проверить на прочность подвижное шлицевое соединение вторичного вала коробки передач автомобиля (вращающий моментТ = 0,4 кНм). Расчет провести для двух случаев: шлицевое соединение прямобочное,d = 28 мм, D = 32 мм;шлицевое соединение эвольвентное,D = 35 мм.

Материал — сталь 45, термообработка — улучшение. Длина ступицы шестерни l = 55 мм.Условия эксплуатации средние, перемещение втулки без нагрузки.

1.По таблице 4 выбираем прямобочное шлицевое соединение средней серии d = 28 мм, D = 34 мм, z = 6, b = 7, f = 0,4.

2.Допускаемое напряжение (таблица 6)[см] = 45 МПа.

3.проверяем соединение на смятие по формуле (7), в которой

dср = (D + d)/2 = (34 + 28)/2 = 31 мм;

h = (D — d)/2 — 2f = (34 – 28)/2 – 2 0,4 = 2,2 мм

4.По таблице 5 выбираем эвольвентное шлицевое соединение сm = 2 ммиз ряда предпочтительных значенийz:

D = 35 мм, m = 2 мм, z = 16. Приняв по таблице 6[см]= 30…60 МПа, проверяем соединение на смятие по формуле 7, в которой

Читайте также  Электродвигатели с удлиненным валом для насосов

dср = mz = 2 10 -3 16 = 32 10 -3 м;

h = m = 0,9 2 10 -3 = 1,8 10 -3 м

где = 0,9при центрировании по наружному или внутреннему диаметру. [см] = 2 0,4 10 3 /(32 10 -3 16 1,8 10 -3 55 10 -3 0,75) =21,04 МПа;

см = 21,04 МПа [см] = 45 МПа

Значительно меньшие расчетные значения напряжений смятия для эвольвентного шлицевого соединения (по сравнению с прямобочным) подтверждают предпочтительность эвольвентных соединений.

5. Расчет штифтовых соединений

В штифтовых соединениях вала с деталями, устанавливаемыми на него, наиболее часто применяют штифты конические, которые изготавливают, как правило, из стали 45. Размер выбирается по таблице 5 [1].

d=dk=12 мм, d1=3 мм.

Длина штифта 2 мм. При действии на вал крутящего момента Т=Т2=996 Н•мм штифт проверяют на срез:

k=1,3 — коэффициент запаса прочности штифта;

Fcp — усилие среза штифта, Н;

Аср — площадь двух срезов штифта;

d — диаметр вала, мм;

фср — напряжение среза, МПа;

фсрmax — допускаемое напряжение среза для материала штифта, МПа.

Для стальных штифтов примем фсрadm=60. 80 МПа,

значит принимаем верным диаметр штифта.

d1=3 мм для диаметра вала d=12 мм.

Для крепления колеса 2 выбираем штифт с диаметром d1=2 мм для диаметра вала d=8 мм.

Делись добром 😉

  • Введение
  • Исходные данные
  • 1. Расчет кулачкового механизма
  • 1.1 Нахождение закона движения толкателя
  • 1.2 Определение основных размеров кулачкового механизма
  • 1.3 Построение теоретического профиля кулачка
  • 1.5 Расчет толщины кулачка
  • 2. Проектирование механического привода
  • 2.1 Расчет планетарной ступени редуктора
  • 2.1.1 Определение передаточного отношения привода
  • 2.2 Определение КПД привода и подбор электродвигателя
  • 2.3 Расчет зубчатой передачи с неподвижными осями колес
  • 2.3.1 Выбор материала. Проверка зубьев по контактным напряжениям и напряжениям изгиба
  • 2.3.2 Определение основных размеров передачи
  • 2.3.3 Проверочный расчет зубчатой передачи
  • 3. Расчет вала привода (ведомого) на прочность
  • 3.1 Проектный расчет вала
  • 3.2 Определение реакций опор и построение изгибающих моментов
  • 3.3 Проверка вала на установленную прочность
  • 3.4 Проверка вала на статическую прочность
  • 4. Подбор подшипников качения
  • 5. Расчет штифтовых соединений
  • 6. Конструирование элементов привода
  • Заключение

Похожие главы из других работ:

10 СОСТАВЛЕНИЕ ТАБЛИЦЫ СОЕДИНЕНИЙ И ПОДКЛЮЧЕНИЙ ЩИТА, РАЗРАБОТКА СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЙ ВНЕШНИХ ПРОВОДОК

Таблица 14 Таблица соединений Проводник Откуда идёт Куда поступает Данные провода Прим 800 ХТ1/1 A1/1 ПВ1*1,5 801 ХТ1/2 А1/2 ПВ1*1,5 802 А1/1 А2/1 ПВ1*1,5 803 А1/2 А2/2 ПВ1*1,5 804 А1/3 1в/Х1/1 ПВ1*1,5 805 А1/4 1в/Х1/2 ПВ1*1.

11.2 Расчет шлицевых соединений

Шлицевые и шпоночные соединения рассчитывать согласно рекомендациям курса “Детали машин” [3].

2.5 Расчет фланцевых соединений

2.3 Расчет шпоночных соединений

Рисунок 3- Расчетная схема шпоночного соединения 2.3.1 Шпонка под полумуфтой Исходные данные (Расчетная схема приведена на рисунке 3) — Диаметр вала — d, мм 39; — Ширина шпонки — в, мм 12; — Высота шпонки — h, мм 8; — Длина шпонки — l,мм 56; — Крутящий момент — Тк.

Расчет диаметров выходных концов редуктора, расчет шпоночных соединений

При определении выходных концов валов учитываем крутящие моменты и консольные радиальные нагрузки от муфт. Последние определяются по формулам: — для первого вала; — для третьего вала редуктора.

7. Расчет соединений

2.3 Расчет соединений

16. Расчет диаметров выходных концов редуктора, расчет шпоночных соединений

При определении выходных концов валов учитываем крутящие моменты и консольные радиальные нагрузки от муфт. Последние определяются по формулам: — для первого вала; -для третьего вала редуктора.

5. Расчет шпоночных соединений

Выбор шпонок По диаметру вала из стандарта выбираем следующие размеры призматических шпонок: b h где b — ширина шпонки, h — высота шпонки; t1.

Расчет шпоночных соединений

Шпонки работают на смятие рабочих поверхностей и срез. Для стандартных шпонок расчет на срез не производят, так как прочность обеспечивается назначенными размерами.

Расчет диаметров выходных концов редуктора, расчет шпоночных соединений.

При определении выходных концов валов учитываем крутящие моменты и консольные радиальные нагрузки от муфт. Последние определяются по формулам: — для первого вала; -для третьего вала редуктора.

9. Расчет соединений

Расчет внутреннего диаметра зубчатой муфты: , где — наружный диаметр — внутренний диаметр Расчет производим из условия равенства нулю изгибающего момента (М=0): =0,6 при Принимаем dвн=40мм по Ra 40. Расчет призматических шпонок.

3.6 Расчет соединений

3.6.1 Расчет шпоночных соединений Применяем шпонки призматические по ГОСТ 23360-78. Материал шпонки, сталь 45, нормализованная. Условие прочности: «right»>, (3.35) где Lp=L-b. Допускаемое напряжение смятия при стальной ступицы.

1.3 Расчет соединений, передач

В данном разделе мы произведем расчет на прочность шпонки приводного барабана конвейера. 1.3.1 Определяем диаметр вала приводного барабана конвейера. где Трм — крутящий момент на валу барабана, Нм; [ф] — допускаемое напряжение кручения; [ф] = 15Нм.

10 РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЙ ВАЛ-СТУПИЦА

Целью расчета являются конструктивные размеры шпоночного соединения. Величина расчетных напряжений смятия на рабочих поверхностях шпонок при передаче вращающего момента не должна превышать допускаемых значений.

Штифтовые, шпоночные и шлицевые соединения

Главная > Научная статья >Промышленность, производство

Штифтовые, шпоночные и шлицевые соединения

Штифтовые соединения применяют для крепления деталей (например, для фиксации соединения вала со втулкой) или для взаимного ориентирования деталей, которые крепят друг к другу винтами или болтами (в соединениях крышки и корпуса, стойки и основания и др.).

Эскиз изделия со штифтовыми соединениями двух видов – вал-зубчатое колесо и крышка-корпус (соединение с применением двух штифтов) представлен на рисунке 14.1. Из рисунка следует, что штифт сопрягается с двумя деталями. Все штифтовые соединения относятся к разъемным неподвижным соединениям, при необходимости штифты извлекают из отверстий, соединение разбирают. Повторная сборка обеспечивает работу сопряжения с тем же уровнем качества, что и первичная.

Сопряжение штифта (вала) с отверстиями в двух деталях, например посадки штифта в крышку и в корпус или сопряжения штифта с отверстиями вала и ступицы зубчатого колеса (в последнем случае можно формально рассматривать даже три сопряжения) требуют применения посадок в системе вала.

При ориентировании деталей относительно друг друга (соединение крышки и корпуса) обычно используют два штифта, хотя для фиксации углового положения деталей, ориентирование которых обеспечивается цилиндрическим сопряжением (например, соединение круглой крышки с корпусом) достаточно одного фиксирующего штифта.

Штифтовые соединения вала со втулкой относятся к разъемным неподвижным соединениям, в которых дополнительный конструктивный элемент (штифт) обеспечивает взаимную неподвижность деталей. Штифт фиксирует детали и в осевом, и в тангенциальном направлениях. Он предотвращает сдвиг зубчатого колеса вдоль оси вала, а также взаимный поворот деталей в соединении. В отличие от неразъемных соединений вала и втулки с натягом, штифтовые соединения позволяют осуществлять разборку и повторную сборку конструкции с обеспечением того же эффекта, что и при первичной сборке. В штифтовом соединении вала с ответной деталью штифт обычно используется для передачи крутящего момента (в соединениях вращающегося вала с зубчатым колесом или со шкивом), но возможны и другие решения, например – защита вала от поворота относительно неподвижного корпуса.

Штифтовое соединение вала с зубчатым колесом подобно шпоночному соединению, в нем следует различать центрирующее сопряжение – вал-отверстие зубчатого колеса и две собственно штифтовые посадки: штифт-отверстия во втулке зубчатого колеса (два отверстия) и штифт-отверстие вала.

Точность центрирования деталей в штифтовом соединении вала с зубчатым колесом (шкивом, ступицей рычага и др.) обеспечивается посадкой колеса на вал. Это обычное центрирующее гладкое цилиндрическое сопряжение, для которого можно выбрать посадку с очень малыми зазорами или натягами, следовательно, предпочтительны переходные посадки.

Штифтовое соединение крышки и корпуса образует две посадки (штифт-отверстие корпуса и штифт-отверстие крышки) которые используются только для взаимного ориентирования соединяемых деталей, а крепление крышки к корпусу обычно осуществляют с помощью винтовых соединений.

Поскольку поле допуска диаметра штифта одинаково по всей длине, собственно штифтовые посадки являются посадками в системе вала. Если выбрано основное отклонение поля допуска стандартного штифта h (например, 4 h8), посадки реализуются в системе основного вала. А если выбрать иное стандартное основное отклонение поля допуска штифта (например, m), собственно штифтовые посадки реализуются в системе неосновного вала, например, 4 F8/m6 и 4 K7/m6.

Стандарты предусматривают ряд конструкций штифтов, в том числе штифты конические, штифты цилиндрические с гладкими поверхностями, штифты с лысками, с насечками (для установки в глухие отверстия), штифты трубчатые, в том числе с продольными разрезами. Дополнительными конструктивными элементами штифтов могут быть резьбовые отверстия или резьбовые выступы (их используют для извлечения штифтов из глухих отверстий), глухие цилиндрические отверстия (для облегчения расклепывания концов в неразъемных штифтовых соединениях). Для некоторых типов конических штифтов предусмотрен продольный разрез (шлиц) со стороны меньшего основания конуса длиной примерно (15…30) % от общей длины штифта для стопорения штифта пластическим деформированием (разжатием). Штифты обычно изготавливают из стали 45, хотя в некоторых случаях допускается изготовление штифтов из сталей А12, 10кп и 20кп. Штифты при необходимости изготавливают из качественных конструкционных сталей и закаливают до твердости (54…62) HRC.

Читайте также  Электродвигатель с валом 24мм

Стандарты регламентируют номинальные размеры штифтов и поля допусков их основных размеров, что позволяет назначать необходимые типовые посадки штифтов в отверстия корпусов, крышек, втулок и валов.

Гладкие цилиндрические штифты изготавливают с полями допусков основной поверхности m6, h8, h9, H21, длины штифта – H24, диаметра глухого отверстия в торце штифта – по Н13, а его глубины – по IT15. Поля допусков резьбовых отверстий в торцах штифтов – по 7Н. Конические штифты изготавливают с конусностью 1:50, с полями допусков на угловой размер ± АТ8/2 или ± АТ10/2 и с полем допуска диаметра H20 или H21.

Типичный ряд длин штифтов в некотором ограниченном диапазоне (в миллиметрах): 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 отличается от рядов нормальных линейных размеров.

Условное обозначение стандартного штифта включает:

обозначение типа (не указывают тип 1 и другие, если тип однозначно определяется стандартом);

размеры (диаметр d и длину L штифта, при необходимости с указанием поля допуска диаметра);

Примеры обозначений штифтов:

Штифт 10 m6 × 60 ГОСТ 3128 – 70 – штифт диаметром 10 мм и длиной 60 мм.

Штифт 8 H21 × 45 Хим. Окс. прм. ГОСТ 10773 – 80 – штифт диаметром 8 мм и длиной 45 мм, с покрытием Хим. Окс. прм.

Штифтовые соединения крышки и корпуса (рисунок 14.2) представляют собой достаточно сложную конструкцию, связанную с составлением и решением взаимосвязанных размерных цепей. Каждое собственно штифтовое сопряжение включает в себя две простейших размерных цепи (посадка штифта в отверстие корпуса и посадка штифта в отверстие крышки). Образовавшиеся замыкающие звенья – зазоры (натяги) будут входить как составляющие звенья в размерные цепи, определяющие межосевые размеры штифтового соединения, а также их замыкающие звенья – зазоры (натяги) между образующими штифтов и корпусной детали (крышки).

Кроме обозначенных линейных размерных цепей, можно также составить и рассчитать угловые размерные цепи, поскольку отклонения осей штифтовых отверстий от перпендикулярности также существенно влияют на собираемость изделия.

В связи с тем, что обеспечить точность замыкающих звеньев таких размерных цепей методами полной взаимозаменяемости бывает затруднительно, достаточно часто прибегают к «технологической компенсации» – применяют совместную окончательную обработку штифтовых отверстий в сборе. Корпус и крышку с предварительно просверленными отверстиями собирают без штифтов и крепят друг к другу, затем «совпадающие» отверстия двух деталей в сборе обрабатывают разверткой, чем обеспечивается их соосное расположение при фиксированном межосевом расстоянии. Такой технологический процесс можно рассматривать как применение технологии индивидуального производства, поскольку каждая крышка подходит только к своему корпусу. В серийном и массовом производстве применяется и раздельная обработка деталей с использованием специальных приспособлений, обеспечивающих высокую точность координат осей штифтовых отверстий.

Контроль элементов штифтового соединения

Контроль размеров стандартных штифтов осуществляют при их изготовлении, причем контроль наружных размеров не представляет сложности и осуществляется традиционными методами. Контроль элементов штифтового соединения корпусных деталей включает контроль размеров отверстий под штифты и контроль координирующих размеров, определяющих положение осей отверстий.

Контроль диаметров отверстий можно осуществлять универсальными средствами измерений (нутромерами), имеющими соответствующие диапазоны измерений, или калибрами-пробками. Для контроля глубины глухих отверстий в корпусных деталях можно использовать глубиномеры или специальные шаблоны (жесткие калибры).

Для контроля расположения парных штифтовых отверстий широко используются комплексные проходные калибры, с помощью которых осуществляется контроль межосевого расстояния с учетом размеров отверстий и погрешностей их расположения, включая отклонения от перпендикулярности осей базовому элементу. В соответствии с принципом Тейлора проходной калибр для контроля расположения парных штифтовых отверстий представляет собой общее основание, на котором размещены два выступающих цилиндра наибольшего предельного размера, расположенные «идеальным образом» (с номинальным межосевым расстоянием и параллельными осями). Длина рабочих поверхностей цилиндров должна соответствовать длине штифтового сопряжения.

Универсальными средствами измерений, пригодными для контроля размеров и расположения парных штифтовых отверстий являются измерительные микроскопы. Контроль сквозных отверстий осуществляют в проходящем свете, контроль глухих отверстий – в отраженном свете. Контроль размеров и расположения штифтовых отверстий можно также осуществлять с помощью трехкоординатных измерительных приборов.

Шпоночное соединение – один из видов соединений вала со втулкой с использованием дополнительного конструктивного элемента (шпонки), предназначенной для предотвращения их взаимного поворота. Чаще всего шпонка используется для передачи крутящего момента в соединениях вращающегося вала с зубчатым колесом или со шкивом, но возможны и другие решения, например – защита от поворота кронштейна тяжелой стойки при его продольном перемещении относительно неподвижной колонки (направляющее шпоночное соединение).

По форме шпонки разделяются на призматические, сегментные, клиновые и тангенциальные. В стандартах предусмотрены разные исполнения шпонок некоторых видов, например, призматические шпонки с двумя закругленными торцами (исполнение 1), с одним закругленным торцом (исполнение 3) и с незакругленными торцами (исполнение 2), сегментные шпонки полной формы (исполнение 1) и со срезанным краем сегмента (исполнение 2).

Призматические шпонки применяют наиболее часто. Они дают возможность получать как подвижные, так и неподвижные соединения. Для образования неподвижных соединений можно использовать сегментные и клиновые шпонки. Форма и размеры сечений шпонок и пазов стандартизованы и выбираются в зависимости от диаметра вала, а вид шпоночного соединения определяется условиями работы соединения.

В отличие от соединений вал-втулка с натягом, которые обеспечивают взаимную неподвижность деталей без дополнительных конструктивных элементов, шпоночные соединения – разъемные. Они позволяют осуществлять разборку и повторную сборку конструкции с обеспечением того же эффекта, что и при первичной сборке. Поперечное сечение шпоночного соединения с призматической шпонкой представлено на рисунке 14.3.

Из рисунка 14.3 видно, что шпоночное соединение включает в себя минимум три посадки: вал-втулка (центрирующее сопряжение) шпонка-паз вала и шпонка-паз втулки. В шпоночном соединении возможно и еще одно сопряжение – по длине шпонки, если призматическую шпонку с закругленными торцами закладывают в глухой (закрытый с двух сторон) паз на валу.

Точность центрирования деталей в шпоночном соединении обеспечивается посадкой втулки на вал. Это обычное гладкое цилиндрическое сопряжение, которое можно назначить с очень малыми зазорами или натягами. Для повышения точности центрирования предпочтительно применение переходных посадок или даже посадок с небольшим натягом.

В размерной цепи по высоте призматической шпонки сопряжение практически отсутствует, поскольку специально предусмотрен зазор по номиналу (суммарная глубина пазов втулки и вала больше высоты шпонки), поэтому нет сопряжения между призматической шпонкой по высоте и «отверстием» собранного шпоночного соединения (размер между донышками пазов на валу и во втулке). В клиновых шпоночных соединениях зазор по высоте обычно выбирают, продольным перемещением шпонки, но при этом зазор в центрирующем сопряжении (если он есть) также выбирают в одну сторону, что приводит к относительному смещению осей вала и отверстия.

Шпоночные соединения могут быть подвижными или неподвижными в осевом направлении. В подвижных соединениях часто используют направляющие шпонки с креплением к валу винтами. Вдоль вала с направляющей шпонкой обычно перемещается зубчатое колесо, блок зубчатых колес, полумуфта или другая деталь (здесь направляющей является вал со шпонкой). Шпонки могут быть закреплены на втулке и также служить для передачи крутящего момента или для предотвращения поворота втулки в процессе ее перемещения вдоль неподвижного вала. Так шпонка, закрепленная на кронштейне тяжелой стойки для установки измерительных головок типа микрокаторов, предназначена для предотвращения поворота кронштейна при его продольном перемещении по колонке стойки. В этом случае направляющей является колонка – вал со шпоночным пазом.

В таблице14.1 приведены размеры ряда призматических шпонок и шпоночных пазов (ГОСТ 23360-78).

Таблица 14.1 – Номинальные размеры призматических шпонок и шпоночных пазов

Винты, штифты, заклепки и шпонки в 1939г.

Стандарты винтов для металла и для дерева

Стандартизованные винты для металла точеные делятся на две группы:

1) винты крепежные

2) винты установочные (иные названия: нажимные, стопорные)

Читайте также  Штифт 4х10 вторичного вала кпп газ

При пересмотре стандартов на винты обе группы объединены в одном стандарте.

Для крепежных винтов в стандартах взяты следующие формы головок:

3) простая цилиндрическая

Винты с шестигранной головкой входят в стандарт чистых болтов. Некоторые из типов крепежных винтов введены по линии станкостроения, т. е. должны рассматриваться как винты, имеющие сравнительно узкое назначение; это не исключает, конечно, возможности применять такие винты, в случае необходимости, в любой отрасли машиностроения наряду с винтами по общим стандартам.

Для всех указанных типов крепежных винтов предусмотрено изготовление из пруткового материала на автоматах и револьверных станках.

Винты установочные делятся по типам головок на две группы:

1) винты с. головкой под отвертку

2) винты с головкой под ключ

Последние в свою очередь подразделяются на винты с шестигранной и квадратной головками.

Винты накатанные с штампованными головками выполняются с полукруглыми и потайными головками. Эти винты даны в особом стандарте. В последнее время вводятся винты с головками, имеющими шестигранное гнездо под ключ. Они стандартизованы для станкостроения.

Винтам для дерева с потайной, полупотайной и сферической головками присвоено название «шурупы», а винтам для дерева с шестигранной и квадратной головками — название «глухари». При стандартизации шурупов предполагали ограничиться только двумя типами головок, а именно сферической и потайной, но некоторые организации поддерживали включение и полупотайной головки, так как замена ее сферической головкой по большей части неудобна — сферическая головка сравнительно высока, замена же потайной головкой не всегда возможна — у потайных головок угол 90° и следовательно крепить тонкие металлические пластины на дерево при помощи шурупов с потайной головкой труднее, чем шурупами с полупотайной головкой, имеющей угол 110°. Имеет значение и то, что полупотайные головки улучшают внешний вид соединения.

По отношению к глухарям было решено сохранить оба типа головок в силу их распространенности и в силу преимуществ, присущих тому и другому типу: шестигранная головка удобнее при ввертывании глухаря в тесных местах, квадратные же головки более надежны в отношении воздействия на них ключом, особенно принимая во внимание грубое выполнение головок.

Стандарты штифтов

Имеется три стандарта штифтов — один на цилиндрические штифты и два на конические. Последние отличаются тем, что штифты по первому стандарту на более тонком конце снабжены прорезью, что дает возможность, разгибая с этого конца штифт, предохранять последний от выхода из гнезда.

Штифты цилиндрические стандартизованы в пределах диаметров от 1 мм до 25 мм, конические — от 1 мм до 16 мм (конические штифты обозначаются по диаметру одного из концов, а именно более тонкого), что соответствует практике их применения. Конусность для конических штифтов принята равной 1:50.

Так как для надлежащей работы штифтов существенное значение имеет то, как они входят в гнезда, в стандарте цилиндрических штифтов даны указания относительно допусков, а в конических штифтах и в гнездах для них должна быть выдержана указанная в стандартах конусность.

Концы штифтов предусмотрены в форме усеченного конуса; эта форма более выгодна с точки зрения производства, чем сферическая. Однако сферическая форма, допускаемая в стандарте как вариант, имеет некоторое преимущество в отношении забивания штифтов в гнезда.

Включенные в стандарт размеры длин штифтов указывают длину без высоты концов; полная длина штифта складывается из данной в стандарте плюс высота обоих концов.

Стандарты заклепок

Широкое применение в народном хозяйстве получили как стандартизованные заклепки общего назначения, так и специальные.

В зависимости от величины диаметров заклепок стандарты разделены на две группы:

1) стандарты заклепок с диаметрами 8 мм и меньше

2) стандарты заклепок с диаметрами 8 мм и более (считая по диаметру непоставленной заклепки).

Первая группа стандартов охватывает заклепки, выполнение которых и образование замыкающей головки производятся вхолодную. Диаметры мелких заклепок, т. е. заклепок диаметром 8 мм и меньше, совпадают с диаметрами винтов для металла с метрической резьбой и винтов для дерева.

Для второй группы заклепок (диам. больше 8 мм) диаметры взяты с интервалом в 2 мм, а затем в 3 мм.

В стандарте помимо диаметров непоставленных заклепок даны также номинальные диаметры отверстий под заклепку; последние диаметры являются расчетными на основании предпосылки, что поставленная заклепка заполняет отверстие, диаметры же непоставленных заклепок служат для отметки последних в спецификационных таблицах и ведомостях для заказа.

Для большинства мелких заклепок, а также для заклепок по второй группе стандартов, отверстия не стандартизованы, так как для первых слишком разнообразны условия применения и постановки, для вторых же, применяемых в судостроении, не оказалось единого приемлемого во всех случаях решения.

Сферическая головка для заклепок строится при помощи одного радиуса; другим отличительным свойством стандартов заклепок, имеющих сферическую головку, служит то, что дан единый тип головки как для герметических швов, так и для швов в металлических конструкциях. Переход от сферической головки к стержню предусмотрен по радиусу, а не в форме конического подголовка (так называемого малого потая).

Разнообразие в углах для потайных головок заклепок объясняется как специальным назначением заклепок , так и конструктивными и технологическими соображениями, учтенными при составлении стандартов.

Указанные в стандартах размеры диаметров заклепок отнесены к определенному месту измерения (для мелких заклепок на расстоянии 4 мм от головки, для заклепок по основному стандарту на конце стержня, для крупных заклепок на расстоянии 6 мм от головки, по остальным стандартам на разных расстояниях от головки в зависимости от длины стержня заклепки), так как диаметр стержня заклепки различен в разных местах по длине стержня.

Стандарты шпонок

В настоящее время принято основное деление шпонок на две группы:

  • шпонки клиновые (затяжные)
  • шпонки призматические

В первом случае шпоночное соединение получается напряженным, во втором — ненапряженным. В основу этого разделения положен характер воздействия шпонки на соединяемые детали.

Из указанных в стандарте типов шпонок фрикционная шпонка в отдельный стандарт не вынесена, а дана совместно с клиновыми шпонками. Шпонка клиновая на лыске с плоскими торцами не стандартизована, так как малоприменяема.

Стандартизованные из числа указанных в стандарте призматических шпонок имеют сечение в виде прямоугольника с постепенным изменением соотношения между шириной и высотой в пределах от 1 до 2. Соотношение между сечением шпонок и диаметрами валов дано в стандартах с оговоркой об ориентировочном значении приписки определенного сечения к той или иной группе валов (по диаметрам): окончательный выбор шпонки (по сечению) из числа стандартизованных должен базироваться на данных, основанных на полном учете в каждом отдельном случае всех условий работы шпоночного соединения и всех данных о соединяемых деталях. Примером может служить решение вопроса по линии станкостроения: в стандарте приписка сечений шпонок к диаметрам валов иная, уточненная по отношению к каждому диаметру вала.

Между глубинами пазов в соединяемых деталях соотношения различны: так для клиновых врезных шпонок с сечением свыше 14х9 глубины пазов равны, а для сечений 14х9 и меньших паз в валике глубже, чем во втулке; для клиновых шпонок лыска получается из условий образования достаточной и необходимой площадки под широкую сторону шпонки; для призматических шпонок глубина паза во втулке несколько (в пределах от 0,2 мм до 0,5 мм) больше, чем для шпонок клиновых врезных.

Следует обратить внимание на установленный в стандартах способ измерения глубины пазов в соединяемых деталях.

Стандарт на сегментные шпонки (тип Вудруф) — и на тангенциальные шпонки (нормальные и усиленные)— един. Сегментные шпонки достаточно широко применяются в авиационной и автотракторной промышленности, а также в станкостроении.

Тангенциальные (угловые) шпонки применяются для напряженного соединения вала и ступицы в тех случаях, когда имеют место значительные крутящие моменты и переменное направление вращения, сопровождаемое ударами. Стандартизованные тангенциальные шпонки представляют собою систему двух клиньев с тем же уклоном (1 :100), какой дан для клиновых шпонок. Стандарт под названием «Шпонки тангенциальные нормальные» содержит ряд диаметров валов (от 60 мм до 300 мм) с интервалом 10 мм и от 300 мм до 1000 мм с интервалом 20 мм с приписанными к каждому из них размерами шпоночного паза. В стандарте «Шпонки тангенциальные усиленные» ряд диаметров валов начинается с диаметра 100 мм. В каждом из указанных стандартов даны формулы для подсчета размеров шпонок.

Кроме сегментных и тангенциальных шпонок стандартизованы еще шпонки специального типа — «скользящие», применяемые в станкостроении. Это — призматические шпонки с выступом, помещенным либо на конце, либо в середине шпонки.