Ассоциация EAM
Ассоциация эффективного управления производственными активами

Виды соединений: разъёмные, неразъёмные

материал предоставил СИДОРОВ Александр Владимирович

В процессе изготовления машин некоторые их детали соединяют между собой, при этом образуются неразъёмные или разъёмные соединения. [1]

Неразъёмными называют соединения, которые невозможно разобрать без нарушения или повреждения деталей. К ним относятся заклёпочные, сварные, клеевые соединения, соединения, полученные пайкой, а также условно посадки с натягом.

Разъёмными называют соединения, которые можно разбирать и вновь собирать без повреждения деталей. К разъёмным относятся резьбовые, шпоночные, шлицевые и другие соединения.

Сварные соединения образуются путём местного нагрева деталей в зоне сварки. Наибольшее распространение получили электрические виды, основными из которых являются дуговая и контактная сварка.

Различают следующие разновидности дуговой сварки:

  • автоматическая сварка под флюсом (этот вид сварки высокопроизводителен и экономичен, даёт хорошее качество шва, применяется в крупносерийном и массовом производстве для конструкций с длинными швами);
  • полуавтоматическая сварка под флюсом (применяется для конструкций с короткими прерывистыми швами);
  • ручная сварка (применяется в тех случаях, когда другие виды дуговой сварки нерациональны, этот вид сварки малопроизводителен, качество шва зависит от квалификации сварщика).

Контактная сварка применяется в серийном и массовом производстве для нахлёсточных соединений тонкого листового металла (точечная, шовная контактные сварки) или для стыковых соединений круглого и полосового металла (стыковая контактная сварка).

Достоинства сварных соединений:

  • невысокая стоимость соединения благодаря малой трудоёмкости сварки и простоте конструкции сварного шва;
  • сравнительно небольшая масса конструкции (на 15-25% меньше массы клёпаной):
    • из-за отсутствия отверстий под заклёпки требуется меньшая площадь свариваемых деталей;
    • соединение деталей может выполняться без накладок;
    • отсутствуют выступающие массивные головки заклёпок;
  • герметичность и плотность соединения;
  • возможность автоматизации процесса сварки;
  • возможность сварки толстых профилей.

Недостатки сварных соединений:

  • прочность сварного шва зависит от квалификации сварщика (устраняется применением автоматической сварки);
  • коробление деталей из-за неравномерности нагрева в процессе сварки;
  • недостаточная надёжность при значительных вибрационных и ударных нагрузках.

Соединения с натягом осуществляются подбором соответствующих посадок, в которых натяг создаётся необходимой разностью посадочных размеров насаживаемых одна на другую деталей. Взаимная неподвижность соединяемых деталей обеспечивается силами трения, возникающими на поверхности контакта деталей.

Соединения деталей с натягом условно относят к неразъёмным соединениям, хотя, особенно при закалённых поверхностях, они допускают разборку и новую сборку деталей. Для этого используют:

  • механическое сопряжение;
  • тепловые посадки;
  • охлаждение охватываемой детали.

Достоинства соединений с натягом:

  • простота конструкции и хорошее базирование соединяемых деталей;
  • большая нагрузочная способность.

Недостатки соединений с натягом:

  • сложность сборки и, особенно, разборки;
  • рассеивание прочности соединения в связи с колебаниями действительных посадочных размеров в пределах допусков.

Резьбовые соединения являются наиболее распространёнными разъёмными соединениями. Их образуют болты, винты, шпильки, гайки и другие детали, снабжённые резьбой.

Резьбы классифицируют в зависимости от:

  • формы поверхности, на которой образуется резьба:
    • цилиндрические;
    • конические;
  • формы профиля резьбы:
    • треугольные;
    • упорные;
    • трапецеидальные;
    • прямоугольные;
    • круглые;
  • направления винтовой линии резьбы:
    • правые (винтовая линия поднимается слева вверх направо);
    • левые (имеют ограниченное применение);
  • числа заходов резьбы (определяется с торца винта по числу сбегающих витков):
    • однозаходные;
    • многозаходные;
  • назначения резьбы:
    • крепёжные (применяют в резьбовых соединениях; имеют треугольный профиль, который характеризуется большим трением, предохраняющим резьбу от самоотвинчивания, а также высокой прочностью и технологичностью);
    • крепёжно-уплотняющие (применяют в соединениях, требующих герметичности; выполняют треугольного профиля, но без радиальных зазоров; как правило, все крепёжные резьбовые детали имеют однозаходную резьбу);
    • для передачи движения (применяют в винтовых механизмах; имеют трапецеидальный (реже – прямоугольный) профиль, который характеризуется меньшим трением).

Достоинства резьбовых соединений:

  • высокая нагрузочная способность и надёжность;
  • наличие большой номенклатуры резьбовых деталей для различных условий работы;
  • удобство сборки и разборки;
  • малая стоимость, обусловленная стандартизацией и высокопроизводительными процессами изготовления.

Недостатки резьбовых соединений:

  • наличие большого количества концентраторов напряжений, которые снижают сопротивление усталости при переменных напряжениях.

Шпоночные соединения состоят из вала, шпонки и ступицы охватывающей детали.

Шпонка представляет собой брус, вставляемый в пазы вала и ступицы, для передачи вращающего момента между валом и охватывающей деталью.

Шпоночные соединения подразделяют на:

  • ненапряжённые (при сборке соединений в деталях не возникает предварительных напряжений):
    • с призматическими шпонками (рабочие грани – боковые, не удерживают детали от осевого смещения вдоль вала) по форме торцов различают:
      • со скруглёнными торцами (рисунок 1, исполнение 1);
      • с плоскими торцами (рисунок 1, исполнение 2);
      • с одним плоским, а другим скруглённым торцом (рисунок 1, исполнение 3);
    • с сегментными шпонками (рабочие грани – боковые, применяют при передаче небольших вращающих моментов, просты в изготовлении, удобны при монтаже и демонтаже – шпонки свободно вставляют в паз и вынимают) (рисунок 2);
  • напряжённые (при сборке соединений в деталях возникают предварительные (монтажные) напряжения):
    • с клиновыми шпонками (имеют форму односкосных самотормозящих клиньев с уклоном 1:100, не требуют стопорения ступицы от продольного перемещения вдоль вала, хорошо воспринимают ударные и знакопеременные нагрузки) (рисунок 3);
    • с тангенциальными шпонками (состоят из двух форму односкосных клиньев с уклоном 1:100 каждый, работают узкими гранями, вводятся в пазы ударом, применяются для передачи больших вращающих моментов с переменным режимом работы, в соединении ставят две пары тангенциальных шпонок под углом 120°) (рисунок 4).

Соединения призматическими шпонками

Рисунок 1 – Соединения призматическими шпонками

Соединение сегментной шпонкой

Рисунок 2 – Соединение сегментной шпонкой: 1 – винт установочный; 2 – кольцо замковое пружинное

Соединение клиновой шпонкой

Рисунок 3 – Соединение клиновой шпонкой

Соединение тангенциальными шпонками

Рисунок 4 – Соединение тангенциальными шпонками

Достоинства шпоночных соединений:

  • простота конструкции;
  • сравнительная лёгкость монтажа и демонтажа.

Недостатки шпоночных соединений:

  • шпоночный паз ослабляет вал и ступицу охватывающей детали не только уменьшением сечения, но, главное, значительной концентрацией напряжений изгиба и кручения;
  • трудоёмкость изготовления.

Шлицевые соединения образуются выступами – зубьями на валу и соответствующими впадинами – шлицами в ступице охватывающей детали. Рабочими являются боковые стороны зубьев. Упрощенно шлицевые соединения можно рассматривать как многошпоночные.

Шлицевые соединения различают:

  • по характеру соединения:
    • неподвижные (для закрепления охватывающей детали на валу);
    • подвижные (допускают перемещение детали вдоль вала);
  • по способу центрирования ступицы относительно вала:
    • по наружному диаметру (наиболее технологично);
    • по внутреннему диаметру (при высокой твёрдости материала ступицы);
    • по боковым поверхностям зубьев (более равномерно распределение нагрузки по зубьям);
  • по форме зубьев:
    • прямобочные (имеют постоянную толщину зубьев) (рисунок 5);
    • эвольвентные (имеют повышенную прочность, используются для передачи больших вращающих моментов) (рисунок 6);
    • треугольные (применяют только в неподвижных соединениях для тонкостенных ступиц, пустотелых валов, при передаче небольших крутящих моментов) (рисунок 7).

Прямобочное шлицевое соединение

Рисунок 5 – Прямобочное шлицевое соединение

Эвольвентное шлицевое соединение

Рисунок 6 – Эвольвентное шлицевое соединение

Треугольное шлицевое соединение

Рисунок 7 – Треугольное шлицевое соединение

Достоинства шлицевых соединений (по сравнению со шпоночными соединениями):

  • обеспечивают лучшее базирование соединяемых деталей и более точное направление при осевом перемещении;
  • уменьшается число деталей соединения (шлицевое соединение образуют две детали, шпоночное – три-четыре);
  • при одинаковых габаритах допускают передачу больших вращающих моментов за счёт большей поверхности контакта;
  • обеспечивается высокая надёжность при динамических и реверсивных нагрузках;
  • вал зубьями ослабляется незначительно;
  • уменьшается длина ступицы.

Недостатки шлицевых соединений (по сравнению со шпоночными соединениями):

  • более сложная технология изготовления;
  • более высокая стоимость.

Перечень ссылок

  1. Куклин Н.Г., Куклина Г.С. Детали машин: Учебник для машиностроительных специальностей техникумов. – 4-е издание, переработанное и дополненное. – М.: Высшая школа, 1987. – 383 с., ил.

Вопросы для контроля

  1. Какие существуют основные разновидности соединений?
  2. Какие существуют разновидности сварных соединений?
  3. Каковы достоинства и недостатки сварных соединений?
  4. Какие существуют способы сборки и разборки соединений с натягом?
  5. Каковы достоинства и недостатки соединений с натягом?
  6. Какие существуют разновидности резьбовых соединений?
  7. Каковы достоинства и недостатки резьбовых соединений?
  8. Какие существуют разновидности шпоночных соединений?
  9. Каковы достоинства и недостатки шпоночных соединений?
  10. Какие существуют разновидности шлицевых соединений?
  11. Каковы достоинства и недостатки шлицевых соединений?
 < Понятие о взаимозаменяемости деталей Содержание Оси, валы, опоры >

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Аналогичные записи
  • Трение, его виды. Трение скольжения и трение качения. Сила и коэффициент... материал предоставил СИДОРОВ Александр Владимирович Трение (фрикционное взаимодействие) – процесс взаимодействия тел при их относительном движении (смещении) либо при движении тела в газообразной или жидкой среде. Изучением процессов трения занимается раздел физики, который называется трибология (механика фрикционного [...]
  • Виды деформаций деталей: растяжение, сжатие, сдвиг, кручение, изгиб материал предоставил СИДОРОВ Александр Владимирович Деформация – изменение формы, размеров тела под действием приложенных к нему сил. Линейная деформация – изменение линейных размеров тела, его рёбер. Линейные размеры тела могут изменяться одновременно в одном, двух или трёх взаимно перпендикулярных направлениях, что соответствует линейной, плоской и объёмной деформации. Линейная деформация, как правило, сопровождается изменением объёма [...]
  • Механизмы преобразования движения: их назначение и устройство материал предоставил СИДОРОВ Александр Владимирович Механизм преобразования движения предназначен для преобразования вида движения или его характеристик от одного к другому. К механизмам преобразования движения [...]
  • Передаточное число и отношение, редукторы материал предоставил СИДОРОВ Александр Владимирович Передаточное число – отношение числа зубьев зубчатого колеса с большим числом зубьев (колеса) к числу зубьев зубчатого колеса с меньшим числом зубьев (шестерни). [1] Передаточное отношение – отношение угловой скорости ведущего вала к угловой скорости ведомого [...]
  • Передачи, их виды: фрикционные, ременные, цепные, зубчатые, червячные материал предоставил СИДОРОВ Александр Владимирович Механическая передача – механизм, превращающий кинематические и энергетические параметры двигателя в необходимые параметры движения рабочих органов машин и предназначенный для согласования режима работы двигателя с режимом работы исполнительных органов. [...]

Поддержите нас

Подписка

Рубрики

  
  Ключи и пин-коды
Steam: случайные, Minecraft, Xbox LIVE (Microsoft Points), Prepaid Debit Cards, Playstation Network, Counter-Strike, Ведьмак, Cities: Skylines, World of Warcraft, Fallout, Hearthstone: Heroes of Warcraft, Grand Theft Auto (GTA), ...
  Электронные книги
В помощь студенту, Контрольные работы, Физика, Математика, Музыка, ноты, тексты песен, Чертежи, Рукоделие, Химия, Дипломы, Аттестация работников, Фантастика, Английский язык, ...
  Цифровые товары
Аккаунты Origin, Аккаунты Uplay, Разное, Аккаунты Fortnite, Аккаунты GTA V, Аккаунты Minecraft, iTunes & App Store, Игровые аккаунты, Аккаунты Steam, Аккаунты Xbox, Sms-reg.com, Анонимные прокси, ...
  Программное обеспечение
Антивирусы, Разблокировка телефонов, Принтеры, Windows, Приватные читы, Спортивные, Программы для сотовых телефонов, Шифрование, Защита ПК, ОС и сетей, Базы данных, Office, Программы > MMORPG, ...
  
  Ключи и пин-коды
Steam: случайные, Minecraft, Xbox LIVE (Microsoft Points), Prepaid Debit Cards, Playstation Network, Counter-Strike, Ведьмак, Cities: Skylines, World of Warcraft, Fallout, Hearthstone: Heroes of Warcraft, Grand Theft Auto (GTA), ...
  Электронные книги
В помощь студенту, Контрольные работы, Физика, Математика, Музыка, ноты, тексты песен, Чертежи, Рукоделие, Химия, Дипломы, Аттестация работников, Фантастика, Английский язык, ...
  Цифровые товары
Аккаунты Origin, Аккаунты Uplay, Разное, Аккаунты Fortnite, Аккаунты GTA V, Аккаунты Minecraft, iTunes & App Store, Игровые аккаунты, Аккаунты Steam, Аккаунты Xbox, Sms-reg.com, Анонимные прокси, ...
  Программное обеспечение
Антивирусы, Разблокировка телефонов, Принтеры, Windows, Приватные читы, Спортивные, Программы для сотовых телефонов, Шифрование, Защита ПК, ОС и сетей, Базы данных, Office, Программы > MMORPG, ...