Соединения деталей машин

Лекция
2

Детали,
составляющие машину, связаны между
собой тем или иным способом. Эти связи
можно разделить на подвижные,
к которым относятся различного рода
шарниры, подшипники, зацепления, и
неподвижные
– резьбовые, сварные, шпоночные и др.

Наличие
подвижных связей в машине обусловлено
ее кинематической схемой. Неподвижные
связи (жесткие или упругие) вызываются
потребностью расчленения машины на
узлы и детали. Это делают для того, чтобы
упростить производство машины, облегчить
ее сборку, ремонт, транспортировку и
т.д.

Неподвижные
связи в технике называют
соединениями.

По
признаку разъемности все виды соединений
можно разделить на разъемные и неразъемные.

Разъемные
соединения
позволяют
разбирать узлы без повреждения деталей.
К ним относятся резьбовые, штифтовые,
клиновые, клеммовые, шпоночные, шлицевые
и профильные соединения.

Неразъемные
соединения
не
позволяют разбирать узлы без разрушения
или повреждения деталей. Применение
неразъемных соединений обусловлено в
основном технологическими и экономическими
требованиями. К этой группе соединений
относятся: заклепочные, сварные и
прессовые.

По
типу соединяемых деталей можно выделить:

а)
соединения
деталей типа вал и ступица:
шпоночные, шлицевые, профильные и
прессовые;

б)
соединения
всех других деталей
(корпусных, листовых, трубчатых и т.д.):
резьбовые, сварные, заклепочные.

Основным
критерием работоспособности и расчета
соединений является прочность –
статическая и усталостная.

Необходимо
стремиться к тому, чтобы соединение
было равнопрочным с соединяемыми
элементами.

Желательно,
чтобы соединение не искажало форму
изделия, не вносило дополнительных
элементов в его конструкцию и т. п.

Резьбовые соединения

Соединения
деталей с помощью резьбы являются одним
из старейших и наиболее распространенных
видов разъемного соединения. К ним
относятся соединения с помощью болтов,
винтов, винтовых стяжек и т.д.

Резьба Основные определения и классификация по геометрической форме

Цилиндрическая
резьба
(рис.2.1) – поверхность, образованная при
винтовом движении плоского контура
(например, abc)
по цилиндру. Профиль
резьбы– контур

Если
по параллельным винтовым линиям
перемещают два или несколько рядом
расположенных профилей, они образуют
многозаходную
резьбу.
По числу заходов резьбы делят на
однозаходную,
двухзаходную
и т.д. наиболее распространенной является
однозаходная резьба. Все
крепежные резьбы однозоходные.
Многозаходные
резьбы применяют преимущественно в
винтовых механизмах. Число
заходов больше трех применяется редко.

Кроме
цилиндрической, изготавливают коническую
резьбу,
основной поверхностью для которой
служит конус. Наиболее распространена
цилиндрическая резьба. Коническую
резьбу применяют для плотных соединений
труб, масленок, пробок и т.п.

Соединения деталей машин | PRO-TechInfo

Главная › Конструкции деталей машин онлайн › Соединения деталей машин

Опубликовано 2017-02-04 Автор: Cutter
—
Нет комментариев ↓

Все детали машин для выполнения своих функций  соединяются между собой соответствующим образом. Соединения деталей, применяемые в машино- и приборостроении, делят на подвижные (обеспечивающие перемещение одной детали относительно другой) и неподвижные (в которых две или несколько деталей жестко скреплены друг с другом без возможности перемещения относительно друг друга). Наличие подвижных соединений в машине обеспечивает относительное перемещение деталей, предусмотренное её кинематической схемой, таким образом, взаимное положение между соединяемыми деталями может изменяться во время работы. При неподвижных соединениях взаимное расположение соединяемых деталей и узлов остается неизменным.Неподвижные соединения позволяют расчленить машину на узлы и детали для того, чтобы упростить производство, облегчить сборку, ремонт, транспортировку и т.п.

Каждый из этих двух типов соединений подразделяют на две основные группы: разъемные и неразъемные.

Разъемными называются такие со­единения, которые позволяют осуществляьть многократную сборку и разборку сборочной единицы без повреждения деталей. К разъемным неподвижным соединениям относятся резьбовые, штифтовые, шпоночные, шлицевые, а также соединения, осуществляемые переходными посадками. Разъемные по­движные соединения имеют подвижные посадки (посадки с зазором) по ци­линдрическим, коническим, винтовым и плоским поверхностям.

Неразъемными называются такие соединения, которые могут быть разобраны только путем разрушения или недопустимых остаточных деформа­ций одного из элементов конструкции. Неразъемные неподвижные соедине­ния осуществляются механическим путем (запрессовкой, склепыванием, за­гибкой, кернением и чеканкой), с помощью сил физико-химического сцепле­ния (сваркой, пайкой и склеиванием) и путем погружения деталей в расплав­ленный материал (заформовка в литейные формы, в пресс-формы и т. п.)

Подвижные неразъемные соединения собирают с применением разваль­цовки, свободной обжимки. В основном это соединения, заменяющие це­лую деталь, если изготовление ее из одной заготовки технологически невоз­можно или затруднительно и неэкономично.

• Заклепочные соединения
  • Типы и размеры стандартных заклепок
  • Заклепки пустотелые и полупустотелые. Специальные заклепки.
  • Пустотелые заклепки. Болты-заклепки
  • Заклепки с сердечником
  • Плотно-прочные заклепочные швы
  • Соединение деталей машин заклепками
• Сварные соединения
• Соединения с натягом
• Резьбовые соединения
  • Резьбы цилиндрические
  • Резьбы конические
  • Резьба метрическая
  • Сбеги, недорезы, проточки и фаски по ГОСТ 10549
  • Резьба упорная
  • Резьба трапецеидальная
  • Механические свойства болтов, винтов, шпилек, гаек.
  • Условные обозначения крепежных изделий по ГОСТ 1759.0 (СТ СЭВ 4203)
  • Болты общего назначения с шестигранными головками
  • Винты общего назначения
  • Винты невыпадающие
  • Винты установочные
  • Болты и винты специального назначения
  • Винты самонарезающие для металла и пластмасс
  • Стопорение гайки относительно болта дополнительными элементами
  • Стопорение гаек относительно корпуса
  • Стопорение гайки относительно болта за счет дополнительного трения, сварки и пластического деформирования
  • Стопорение болтов. Предохранение винтов и гаек от потери
  • Стопорение винтов
  • Фланцевые соединения деталей
  • Фланцевые соединения труб и крышек цилиндров
  • Фланцевые соединения труб металлоконструкций
  • Примеры применения установочных винтов
  • Клеммовые соединения
  • Фрикционно-винтовые зажимы
  • Стяжки и упоры
  • Крепление машин к основаниям
• Шпоночные соединения
  • Стандартные ненапряженные шпоночные соединения
  • Стандартные напряженные шпоночные соединения
  • Примеры шпоночных соединений
• Штифтовые соединения
• Шлицевые и бесшпоночные соединения
  • Шлицевые прямобочные соединения
  • Шлицевые эвольвентные соединения
  • Шлицевое соединение с треугольным профилем, бесшпоночное соединение.
  • Примеры шлицевых соединений
  • Кольца упругие конические
  • Кольца конические разрезные
  • Втулки конические разрезные с фланцем

Соединяемые детали — Hitachi Construction Machinery

Текст: Тошиаки Сайто Фотографии: Казасито Накамура; Норио Секине Иллюстрации: Хиротака Учияма

Все о компонентах строительной техники

Количество компонентов, из которых состоит строительная техника, огромно. Механизм создается путем соединения этих отдельных компонентов.
Какой цели служит каждый компонент? Давайте посмотрим на некоторые удивительные факты о компонентах строительной техники, а также некоторые мелочи о них.

Мы узнали об этом от Takanori Doi
Отдел служебных материалов
Отдел поддержки клиентов.

Из каких компонентов состоит гидравлический экскаватор?

Чрезвычайно важным фактором для строительной техники является непрерывная работа на строительной площадке. Если техника перестает работать на месте, очевидно, что прекращается и производство, что серьезно сказывается на бизнесе наших клиентов. Чтобы предотвратить такие ситуации, Hitachi Construction Machinery укрепляет свою систему послепродажного обслуживания. Особенно важно диагностировать состояние механизмов и заменять отдельные детали до того, как они выйдут из строя.
В то же время, есть две вещи, которые наши клиенты могут сделать, чтобы использовать свою технику в хорошем состоянии в течение длительного времени: 1) всегда проводить периодические проверки на основе методов и периодов обслуживания, описанных в руководстве по эксплуатации; 2) используйте компоненты, рекомендованные Hitachi Construction Machinery.
Особенно после истечения гарантийного срока часто случаются аварии из-за использования деталей/компонентов общего назначения, которые можно недорого приобрести на рынке. Это может не только повлиять на все оборудование и вызвать дефекты, но и привести к дорогостоящим затратам на ремонт.
В Hitachi Construction Machinery мы предлагаем детали/компоненты для различного послепродажного обслуживания, чтобы наши клиенты могли свести к минимуму время простоя техники из-за замены детали/компонента и использовать свою технику в хорошем состоянии и в течение длительного времени. Производительность и стоимость, которые наши клиенты ожидают от наших запчастей, могут зависеть от периода использования оборудования. Поэтому Hitachi Construction Machinery предлагает различные варианты запчастей/компонентов в зависимости от желаемой производительности и цены, чтобы обеспечить всестороннюю поддержку техники с момента покупки до утилизации.

Детали деталей

Особое внимание уделяется деталям гигантских горнодобывающих машин!

Шины самого большого карьерного самосвала Hitachi Construction Machinery в шесть раз больше шин обычных легковых автомобилей!

Размеры шин самосвала с жесткой рамой EH5000AC-3, работающего от источника переменного тока, составляют: диаметр 3,8 м, ширина 1,2 м и вес 4,7 тонны. По сравнению с шинами стандартного легкового автомобиля (диаметр 60 см, ширина 20 см), шины самосвала имеют диаметр и ширину в шесть раз больше. Для сравнения, кузов самосвала с жесткой рамой имеет длину 13,8 м и ширину 8,5 м, что составляет почти 120 квадратных метров или размер небольшого дома.

EX8000, один из крупнейших в мире гидравлических экскаваторов, оснащен двумя двигателями и 16 гидравлическими насосами.

Даже без рукояти и ковша гигантский корпус EX8000 имеет высоту 9,9 м, или почти 10 м, и ширину более 10 м. Для перемещения такой большой рамы он оснащен двумя двигателями номинальной мощностью 1450 кВт каждый и 16 гидронасосами. Вместимость ковша, прикрепленного к концу его стрелы, также огромна: 40 м3. Он настолько велик, что даже высота его шасси легко превышает 3 м, до которых человек не смог бы дотянуться, даже если бы вытянул руки как можно выше.

Товар по теме

Загрузите PDF-файл этой статьи (4394 КБ)

Типы элементов машин | Примеры различных категорий

Машиностроение со временем стало чрезвычайно сложным. Средний автомобиль сегодня имеет около 30 000 элементов, если считать каждый из них до самого маленького винтика. Эти элементы машины работают в унисон, чтобы управлять автомобилем так, как задумано конструкцией машины.

Некоторые из этих механических частей являются элементарными механическими элементами, тогда как другие находятся в сборе с другими частями и выполняют в автомобиле определенную функцию. Генератор переменного тока, двигатель и карбюратор являются примерами таких частей.

Изучение элементов машин — первый шаг к созданию эффективных машин, решающих насущные проблемы. Они уменьшают человеческие усилия и значительно превосходят их возможности. В этом посте мы узнаем об элементах машин и их типах.

я
Что такое элементы машин?

II
Типы элементов машин

Что такое элементы машин?

В машиностроении элемент машины представляет собой наименьшую механическую часть или сборку деталей в машине. Обычно они выполняют одну функцию и не могут быть заменены несколькими частями. Например, подшипник может состоять из более мелких деталей, таких как шарики, кольца и уплотнения, но он не сможет выполнять свою функцию, если будет разделен на составляющие его механические части.

Таким образом, элемент машины может быть определен как составная часть (например, застежка) или отдельная часть (например, сцепление) в машинах. В целом элементы машин можно разделить на два основных типа.

• Элементы машин общего назначения
• Элементы машин специального назначения

Элементы машин общего назначения

Эти элементы являются основными строительными блоками во многих типах машин. К элементам машин общего назначения относятся такие детали, как крепежные детали (винты, гайки и болты, заклепки и др.), цепи, валы, шпонки, подшипники и ремни. Обычно они выполняют одну и ту же функцию во всех этих машинах.

В большинстве случаев элементы машин общего назначения имеют размеры и формы, определенные международными стандартами.

Например, болты с шестигранной головкой могут быть изготовлены в соответствии с 18 различными стандартами, наиболее популярными из которых являются DIN 931 и DIN 933. В большинстве этих стандартов они доступны в размерах от M3 до M48. Это повышает удобство их использования на различных машинах, поскольку замена легкодоступна.

Машинные элементы специального назначения

Это механические элементы, которые находят специальное применение в конструкции машин. Примерами таких деталей являются турбина в реактивном двигателе, лопасти вентилятора, поршни, коленчатый вал и т. д. Механическая конструкция этих деталей изготавливается по индивидуальному заказу в соответствии с требованиями.

Рассмотрим пример корабельных двигателей. Они бывают разных конструкций, с числом цилиндров от 6 до 14.

Для каждого типа двигателя размер каждой детали изменяется. Выпускной клапан, головка блока цилиндров, гильза, поршень, поршневые кольца, шатун и коленчатый вал бывают разных размеров для двух разных типов двигателей.

Типы элементов машин

Элементы машин общего и специального назначения представляют собой элементарные механические компоненты, которые работают вместе, чтобы заставить машину работать. Давайте посмотрим на различные типы общих элементов машин и их использование.

Подшипники

Подшипники являются одним из наиболее распространенных элементов машин в конструкции машин. Их работа заключается в устранении трения между двумя движущимися частями. Без него механическая конструкция вращающихся машин неполна. Основная цель подшипников — предотвратить прямой контакт металла с металлом двух частей и обеспечить плавное относительное движение между ними.

Они бывают разных форм и размеров. Обилие доступных конструкций подшипников позволяет разработчикам выбирать наиболее подходящий подшипник для различных применений, обеспечивая максимальную надежность, эффективность, производительность и долговечность.

Подшипники находят применение в ряде различных движений, таких как линейное (конвейеры), вращательное (коленчатые валы), шарнирное (двери, окна) и сферическое (шаровое шарнирное соединение). Они передают радиальные нагрузки, осевые нагрузки (упорные подшипники) или их комбинацию от вращающегося элемента к корпусу подшипника.

Некоторые области применения подшипников:

• Раздвижные двери/окна/ящики
• Коленчатый вал двигателя
• Конвейерные шкивы и ролики
• Ветряные турбины
• Двигатели

Валы

Валы обычно предназначены для уникального применения и обрабатываются на станках с ЧПУ.

Валы представляют собой длинные цилиндрические компоненты, используемые для передачи крутящего момента и механической мощности между двумя компонентами. Конструкторы используют их, когда расстояние между компонентами трансмиссии слишком велико для прямого соединения или если они работают в разных средах.

Например, в случае корабельного гребного винта расстояние между двигателем и гребным винтом слишком велико, что требует использования длинного вала с несколькими подшипниками.

Аналогичным образом, паровые турбины, приводящие в действие грузовые масляные насосы на нефтяных танкерах, изолированы от насосов переборкой, чтобы исключить возможность воспламенения (применение в различных средах). Только вал проходит через переборку из машинного отделения в насосное.

Паровые турбины в машинном отделении сильно нагреваются во время работы. Даже в том маловероятном случае, если атмосфера в насосном отделении станет горючей (при утечке грузового масла), механическая конструкция такова, что турбины не будут действовать как источники воспламенения.

Вал может быть сплошным или полым, в зависимости от необходимости. Сплошные более компактны, но их полые аналоги обладают большей грузоподъемностью при том же весе. Для валов, испытывающих большие нагрузки в процессе эксплуатации, конструкторы отдают предпочтение полому валу, так как он имеет более высокую жесткость, жесткость и изгибающие моменты.

Некоторые области применения валов:

• Коленчатые/распределительные валы двигателей внутреннего сгорания
• Оси транспортных средств
• Часы и наручные часы
• Двигатели
• Насосы

Шпонки

В конструкции машин шпонки представляют собой небольшие механические компоненты, соединяющие валы с вращающимися элементами. В некоторых случаях они могут нести исключительную ответственность за передачу крутящего момента между двумя элементами.

Шпонки помещаются между валом и вращающимся элементом, и в обоих из них имеются вырезы для фиксации шпонки на месте. Вырез в ступице известен как шпоночный паз. Нижняя часть шпоночного паза, где шпонка упирается в вал, известна как шпоночное гнездо. Полная сборка известна как шпоночное соединение.

Шпоночное соединение не допускает относительного вращательного движения, но может допускать осевое движение в небольшой степени, поскольку шпонки вставляются в осевом направлении. Из-за такой функции ключи должны выдерживать высокие сжимающие и сдвигающие напряжения. Таким образом, разрушение при раздавливании и разрушении при сдвиге являются важными факторами в механической конструкции ключа.

Различные типы ключей в конструкции машин имеют множество стандартных форм. Пять основных типов ключей: круглые, седловидные, шлицевые, утопленные и касательные.

Утопленный ключ — самый распространенный из них. Он бывает разных размеров и форм, таких как прямоугольник, квадрат, параллельно утопленный, ястреб, головка и перо.

Некоторые области применения ключей:

• Двигатели
• Судовые гребные винты
• Зубчатые передачи
• Шкивы
• Звездочки

Муфты

Муфты представляют собой механические компоненты, которые соединяют два вращающихся линейных вала с основной целью передачи мощности в механической конструкции. Весь узел вращается с одинаковой скоростью. Муфта может быть жесткой или гибкой, в зависимости от необходимости.

Гибкая муфта компенсирует любые ошибки при монтаже, а также любые незначительные несоосности между валами, которые могут возникнуть со временем. Они также поглощают удары и вибрацию, увеличивая срок службы машин в процессе работы. В отличие от муфт муфты не включаются и не выключаются.

Эти элементы машины также изолируют передачу тепла между двумя концами в некоторых приложениях. Например, двигатель может сильно нагреваться во время работы. Муфта предотвращает эту передачу тепла от двигателя к парной машине.

Некоторые муфты работают как предохранители. Если крутящий момент превышает определенный предел, они разрывают и разрывают соединение между ведущими и ведомыми компонентами для защиты чувствительных механизмов. Такая муфта известна как механическая муфта с защитой от перегрузок и обычно используется для защиты двигателей и приводных систем в силовых передачах.

Некоторые области применения муфт:

• Генераторы
• Управление движением в робототехнике
• Автомобильные рулевые тяги
• Лопастные пароходы
• Автомобильные дифференциалы

Крепеж

В машиностроении различные типы крепежа используются для соединения двух или более компонентов машин. Они создают временные соединения, которые при необходимости можно разобрать. Некоторые машины работают в экстремальных условиях. Основная цель крепежных деталей — защитить эти машины от высоких давлений, чрезмерных усилий и вибрации.

При проектировании машин важно быть как можно более конкретным в отношении конструкции или выбора крепежных деталей для применения. Это делается для того, чтобы эти элементы машины могли выдерживать силы, которым продукт будет подвергаться в процессе эксплуатации, и машины могли работать без сбоев. Крепеж обычно изготавливают из углеродистой, нержавеющей или легированной стали.

Примерами крепежных изделий являются винты, гайки/болты, шплинты, заклепки и стопорные кольца. И они используются везде, независимо от отрасли. Единственный вопрос, который следует задать, заключается в том, нужно ли разбирать узел для обслуживания или нет, например, при выборе заклепок по сравнению с болтами и гайками.

Зубчатые колеса

Зубчатые колеса представляют собой элементарные элементы машин с зубчатыми колесами для передачи мощности и вращения между двумя валами. Они могут увеличивать или уменьшать угловую скорость, одновременно уменьшая или увеличивая крутящий момент, следуя законам сохранения энергии. По сути, они действуют как рычаги в переводящей механической системе.

Зубья двух шестерен входят в зацепление друг с другом и передают мощность от ведущего вала к ведомому. Обычно валы параллельны, но специальные шестерни способны передавать мощность как между пересекающимися, так и непараллельными, непересекающимися валами.

Способность эффективно работать в любом положении означает, что они также бывают разных форм. Большинство зубчатых колес имеют цилиндрическую форму с зубьями по окружности. Другие имеют форму, напоминающую вал (червячная передача) или стержень (рейка и шестерня). Третьи имеют зубья на лице, а не по окружности (торцевые шестерни).

Несмотря на важность выбора общего типа зубчатого колеса, необходимо также уделить должное внимание таким факторам, как стандарт класса точности (DIN, AGMA, ISO), потребность в шлифованных или термообработанных зубьях, размеры (ширина поверхности, угол подъема зубьев). , модуль, количество зубьев и т.д.) и многое другое.