Презентация на тему Штифтовые и клеммовые соединения

Презентация на тему: Штифтовые и клеммовые соединения .

ШТИФТОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ Общие сведения Штифтовое соединение это соединение с применением детали, которая называется Штифт (рис. 3). а) б) Рис. 3. Штифтовые соединения а – соединение зубчатого колеса с валом, б) – соединение уголка с пластиной

Штифт представляет собой стержень с цилиндрической или конической рабочей поверхностью и служит для фиксации деталей относительно друга в определенном положении. По форме рабочей поверхности штифты делятся на две группы: цилиндрические и конические. а) б) Штифты а – цилиндрический, б – конический

Штифты могут быть простой формы, например штифты цилиндрические по ГОСТ 3128 -70 и конические по ГОСТ 3129 -70 и более сложной формы, например: цилиндрические с внутренней резьбой незакалённые по ГОСТ 9464 -79; заклепочные по ГОСТ 10774 -80; пружинные по ГОСТ 14229– 78; насеченные по ГОСТ 12850 -80; конические с внутренней резьбой незакалённые по ГОС Т 9464 -79, разводные ГОСТ 19119– 80, с резьбой цапфой (с наружной резьбой) по ГОСТ 9465 -79.

По точности рабочей поверхности штифты подразделяются на три класса точности: А, В, С. Наибольшая точность – класс А, наименьшая - класс С. При этом каждому классу точности соответствует определенное исполнение (отличие по форме): классу А - исполнение 1, классу В - исполнение 2, классу С - исполнение 3 (см. рис. 5, 6). Класс точности А Класс точности В Класс точности С (исполнение 1) (исполнение 2) (исполнение 3) Рис. 5. Классы точности и исполнения цилиндрических незакаленных штифтов

Класс точности А (исполнение 1) Класс точности В (исполнение 2) Рис. 6. Классы точности и исполнения конических незакаленных штифтов

Материал, из которого изготавливают незакаленные штифты Сталь 45. Закаленные штифты изготовляют из углеродистых качественных или легированных сталей. Штифты могут быть с покрытием окисным, пропитанным маслом или фосфатным, пропитанным маслом, а также без покрытия. Допускается по согласованию между изготовителем и потребителем применять другие марки материалов и другие виды покрытий. Значения параметров шероховатости Ra рабочих поверхностей штифтов не должны быть для каждого класса точности более тех, что указаны в стандарте. Значения параметров шероховатости проверяются путем сравнения с образцами шероховатости (ГОСТ 9378 -75) или специальными приборами.

Схема построения и примеры условного обозначения штифтов Примеры условного обозначения незакаленных цилиндрических штифтов без покрытия диаметром d = 4 мм, длиной l = 24 мм: исполнения 1 Штифт 4 × 24 ГОСТ 3128 -70, то же исполнения 2 Штифт 2. 4 × 24 ГОСТ 3128 -70, то же исполнения 3 Штифт 3. 4 × 24 ГОСТ 3128 -70

По функциональному назначению штифты различают крепежные и установочные. В соединении зубчатого колеса с валом (рис. 3 а) штифт является крепежным элементом, а в соединении уголка с пластиной (см. рис. 3 б) такие же штифты являются установочными элементами. Штифтовое соединение для передачи вращательного движения состоит как минимум из трех деталей: вал, втулка (колесо, шкив и т. п. ) и штифт (рис. 7). Рис. 7. Штифтовое соединение для передачи вращательного движения

На практике штифтовое соединение выполняют следующим образом. • Вначале осуществляют сборку: на валу устанавливают в нужноеположение втулку (колесо, шкив, и т. д. ), и закрепляют в приспособлении; • Затем в сборе просверливают отверстие под штифт насквозь через втулку (например, ступицу колеса) и вал, иногда во втулке заранее делают отверстие меньшего диаметра (рис. 8), через которое в дальнейшем сверлится отверстие под штифт; Рис. 8. Втулка с предварительным отверстием • Далее аккуратно забивают штифт в выполненное отверстие.

Штифтовое соединение применяют для передачи вращательногодвижения в слабонагруженных конструкциях и при небольших частотах вращения. Однако для исключения вылета штифта под действием центробежных сил применяют стопорение штифта (рис. 9), винтами, пружинными кольцами, а иногда просто обвязкой проволокой. а) Рис. 9. Способы стопорения штифтов. а – винтом, б – пружинным кольцом б)

Определение размеров цилиндрического штифта Диаметр штифта d зависит от диаметра вала dв(шт) на участке установки штифта. Предварительно рассчитывают диапазон dшт значений диаметра штифта dшт = (0, 2… 0, 25)dв (шт). Диаметр штифта d окончательно назначают следующим образом: из стандартного ряда значений диаметра штифта попавших в диапазон dшт выбирают большее, если в диапазоне dшт не оказалось ни одного стандартного значения, то назначают из стандартного ряда ближайшее большее. Предварительно минимальная длина штифта lшт принимается равной диаметру ступицы dст: lшт = dст, где диаметр ступицы dст = dв(шт) + 2 × d. Длина штифта l окончательно назначается из стандартногоряда длин штифтов. Из двух табличных значений l ближайших к l штвыбирается большее. Примечание. Допускается некоторое увеличение диаметра ступицы до уравнивания со значением длины штифта.

Особенности изображения штифтового соединения на чертежах На разрезах, когда секущая плоскость проходит вдоль оси штифта (фронтальный и профильный разрезы на рис. 10), штифт показывают нерассеченным. Рис. 10. Штифтовое соединение При этом на продольном по отношению к валу разрезе, на рисунке 10 – это фронтальный разрез, где вал показан нерассеченным, вблизи штифта выполняют местный разрез вала.

На изображении штифта с торцевой поверхности не показывают фаски штифта (рис. 11). Рис. 11. Соединение штифтом В поперечном разрезе штифт показывают рассеченным (рис. 12).

Рис. 12. Поперечный разрез штифтового соединения

КЛЕММОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Клеммовое соединение (от нем. Klemme — зажим) — соединение валов и осей со ступицей, имеющей один или 2 продольных разреза, которая стягивается одним или несколькими винтами или болтами с гайками. Соединения применяются для передачи крутящего момента или осевой силы на вал или на ось со стороны ступицы, или наоборот. Соединение обеспечивается силами трения, действующими между поверхностями вала и отверстия детали. Клеммовые соединения (рис. 9) применяют в том случае, когда место закрепления рычага на валу непостоянно. Вследствие действия силы Р, сжимающей клеммы и растягивающей болт, между поверхностями ступицы рычага и вала возникает сила трения, равная Nf , где N -нормальное давление между половинами ступицы, создаваемое затяжкой болта, а f - коэффициент трения.

Рис. 9

Затяжка болтов должна быть такой, чтобы момент трения Nfd равнялся внешнему моменту QL или для надежности был бы больше, обычно на 20 %, т. е. Nfd =1, 2 QL, откуда где Q - усилие на рычаге, Н; L - длина рычага, мм; d диаметр дала, мм. Приближенно зависимость между силой Р и давлением N определяют, приравнивая моменты сил Р и N относительно точки С. или где l - расстояние от оси болта до центра вала, мм; Р - сила, сжимающая клеммы и растягивающая болт, Н.

Пример. Груз Q =300 Н закреплен на одном плече горизонтального рычага длиной L =500 мм; другое плечо рычага связано клеммовым соединением с валом диаметром d =40 мм. Нагрузка статическая. Определить диаметр клеммовых болтов. Решение. Расчетная нагрузка для болта принимают f=0, 2; l=40 мм, тогда Выбирают болт М 16, площадь его сечения F=141 мм 2. Рабочее напряжение растяжения что вполне допустимо.

Конструкция и применение n Клеммовые соединения применяют для закрепления деталей на валах и осях, цилиндрических колоннах, кронштейнах и т. д. Один из примеров клеммового соединения (закрепление рычага на валу) изображен на рис. 5. 1

По конструктивным признакам различают два основных типа клеммовых соединений: а) со ступицей, имеющей прорезь (рис. 5. 1, а); б) с разъемной ступицей (рис. 5. 1, б). Разъемная ступица несколько увеличивает массу и стоимость соединения, но при этом становится возможным устанавливать клемму в любой части вала независимо от формы соседних участков и других расположенных на валу деталей. При соединении деталей с помощью клемм используют силы трения, которые возникают от затяжки болтов. Эти силы трения позволяют нагружать соединение как моментом (Г=Л), так и осевой силой Fa. Ранее отмечалось, что передача нагрузки только силами трения недостаточно надежна. Поэтому не рекомендуют применять клеммовые соединения для передачи больших нагрузок. Достоинства клеммового соединения: простота монтажа и демонтажа, самопредохранение от перегрузки, а также возможность перестановки и регулировки взаимного расположе¬ния деталей

Расчет на прочность В зависимости от выполнения соединения при расчете можно рассмотреть два предельных случая (рис. 5. 2).

Первый случай. Клемма обладает большой жесткостью, а посадка деталей выполнена с большим зазором (рис. 5. 2, а). При этом можно допустить, что контакт деталей происходит по линии, а условие прочности соединения выражается в виде (5. 1) где Fn — реакция в месте контакта; /—коэффициент трения По условию равновесия любой половины клеммы, Fn 2 F 3 a. T, где j. F, a. T — сила затяжки болтов. Подставив значение Fn в формулы (5. 1), найдем (5. 2) Второй случай. Клемма достаточно гибкая, форма сопрягаемых деталей строго цилиндрическая, зазор в соединении близок к нулю (рис. 5. 2, б). В этом случае можно полагать, что давление ρ распределено равномерно по поверхности соприкосновения деталей, а условия прочности соединения выражаются в виде. По аналогии с формулой (1. 22) и рис. 1. 22, рассматривая равновесие полуклеммы, записываем p = 2 F 3 a. J{db). После подстановки и сокращения получаем

Достоинства клеммового соединения: простота монтажа и демонтажа, самопредохранение от перегрузки, а также возможность перестановки и регулировки взаимного расположе¬ния деталей относительная простота конструкции, простота сборки или монтажа, возможность передачи большого крутящего момента или осевой силы. В отличие от шпоночного и зубчатого соединений, может служить также для крепления частей механизма под произвольным углом, не только соосно, а также крепить деталь к валу в произвольном месте его длины. Недостатки: затруднена точная установка ступицы относительно вала. предельная осевая сила и крутящий момент ограничены силами трения сцепления.