Неподвижных соединениях

Высокая эластичность, способность к большим обратимым деформациям, стойкость к действию активных химических веществ, малая водо- и газопроницаемость, хорошие диэлектрические и другие свойства резины обусловили ее применение во всех отраслях народного хозяйства. В машиностроении применяют разнообразные резиновые технические детали: ремни — для передачи вращательного движения с одного вала на другой; шланги и напорные рукава— для передачи жидкостей и газов под давлением; сальники манжеты, прокладочные кольца и уплотнители — для уплотнения подвижных и неподвижных соединений; муфты, амортизаторы — для гашения динамических нагрузок; конвейерные ленты — для оснащения по-грузочно-разгрузочных устройств и т. д.

^Качество неподвижных соединений. Для получения прочного неподвижного соединения двух деталей необходимо, чтобы класс шероховатости был достаточно высок, т. е. микронеровности были возможно меньше."'При запрессовке гребешки сминаются и диаметры сопрягаемых деталей изменяются: у вала диаметр становится меньше предварительно измеренного (по вершинам гребешков), у отверстия—больше. Сила запрессовки и натяг получаются меньше, чем рассчитывалось, так как при расчете исходили из размеров, измеренных по вершинам гребешков. 1При более чистой поверхности сопрягаемых деталей, когда высота гребешков весьма мала, надежность и качество неподвижной посадки увеличиваются^ При повторных запрессовках гребешки сглаживаются, натяг уменьшается и соединение делается слабым.

Около верстаков и столов для слесарной обработки деталей и сборки сборочных единиц необходимо предусматривать установку нескольких сверлильных станков (предпочтительно радиально-свер-лильных) для сверления отверстий и нарезания резьбы, выполняемых при сборке, а также прессов для выполнения неподвижных соединений деталей.

Для неподвижных соединений допускают;

Посадки с нулевым наименьшим зазором Я/Л установлены и квали-тетах 4... 12. Они характеризуются простотой сборки, разборки, достаточно высокой точностью центрирования и перемещения деталей, , допускают повторную разборку и сборку. Их преимущественно применяют для неподвижных соединений, часто разбираемых или регулируемых при настройках механизмов, при этом соединения усиливают дополнительными креплениями. В подвижных соединениях посадки Я /h допускают при работе механизмов медленные осевые или поперечные перемещения и даже вращательное движение с малой частотой при небольших нагрузках. Их можно использовать вместо переходных посадок. Посадки Я7/Й6 имеют широкое применение, например, для установки сменных шестерен, фрикционных муфт, наружных колец подшипников качения в корпусах и стаканах.

Допустимые напряжения на смятие [асм] можно принимать по следующим рекомендациям: [аСм] = 60...100 МПа— при неподвижном соединении сопрягаемых вала и ступицы из стали или чугунного или стального литья; [асм] до 150 МПа — для неподвижных соединений или подвижных, в которых перемещение происходит без нагрузки; [асм] = 30...50 МПа — для неподвижных соединений, находящихся под нагрузкой, рабочие поверхности которых не закалены; [<Тсм]=Ю МПа для шпонок ходовых валиков. Допускаемое напряжение на срез [тср]= 100 МПа.

Шлицевые соединения с зубьями прммобочного профиля в соответствии с ГОСТ 21425—75 рассчитывается на смятие и износ, что соответствует их основным предельным :остояниям. Причиной износа (даже для неподвижных соединений) является циклическое скольжение рабочих поверхностей зубь;в как в радиальном, так и в осевом направлениях. В свою очередь циклическое скольжение вызывается: 1) наличием радиальной нагрузки, которая приводит к радиальным перемещениям боковых поверхностей зубьев, а при вращении вала — к их циклическому скольжению; 2) перекосами осей вала и ступицы, в результате чег) при вращении циклическое скольжение и в осевом направлении.

Соединения треугольного профиля применяют при стесненных габаритах по диаметру и, как правило, для неподвижных соединений. Основные геометрические параметры (рис. 5.4): число шлицев г=20...70; модуль т = 0,2...1,5 мм; угол впадин 2ав = 90, 72 и 60°; центрирование только по боковым сторонам.

В третьей книге рассмотрены крепежные соединения, способы их сто-порения, уплотнения подвижных и неподвижных соединений деталей, пружины сжатия, растяжения и кручения, соединения трубопроводов, полимерные изделия; описаны типовые конструктивные узлы фиксаторов, креплений .осей, сферических сочленений и других деталей. Материал третьей книги публикуется впервые.

Нежесткость корпусов расстраивает взаимодействие расположенных в них механизмов, вызывая повышенное трение и износ подвижных сочленений; нежесткость валов и опор зубчатых передач нарушает правильное зацепление колес и приводит к быстрому износу зубьев; нежесткость цапф и опор подшипников скольжения вызывает повышенные кромочные давления, появление очагов полужидкостного и полусухого трения, перегрев, заедание или снижение срока службы подшипников; нежесткость неподвижных соединений, подверженных действию динамических нагрузок, вызывает фрикционную коррозию, наклеп и сваривание поверхностей.

На рис. 453 приведен обзор способов уменьшения высоты буртиков и полной их замены (для случая неподвижных соединений). В конструкциях б — г насадная деталь затягивается на промежуточную шайбу, упирающуюся в заплечик или буртик уменьшенной высоты. " В неподвижных соединениях д буртики часто заменяют кольцевыми стопорами. прямоугольного сечения. Прочность узла е можно повысить заключением кольца в цилиндрическую выточку на детали или в промежуточной шайбе ж, предупреждающую раскрывание и выход кольца из канавки. Сильный упор обеспечивают кольцевые стопоры круглого сечения, охватываемые конической выточкой на детали или в промежуточной шайбе (рис. 453, з — к). ,-

Я8/е9, Н9/е9, E9/h9 (посадки пониженной точности) применяют в менее ответственных подшипниках скольжения, в неподвижных соединениях, если требуется увеличить гарантированный зазор.

Особое значение для циклической прочности имеет предупреждение коррозии. Положительный эффект дает нанесение микронных пленок полимеров (поливинилхлоридов, эпоксидов, синтетических каучуков), а также органических веществ с активными гидроксильными группами, обеспечивающими прочную связь покрытия с металлом. Упрочняющее действие пленок обусловлено не только предупреждением коррозионных процессов. Пленки, по-видимому, образуют молекулярный барьер, препятствующий выходу дислокаций на поверхность металла. Этот способ применим для свободных поверхностей и поверхностей в неподвижных соединениях и ограниченно для поверхностей, работающих в условиях трения скольжения.

Буртики (рис. 451) применяют для упора деталей в неподвижных соединениях и для ограничения осевого перемещения деталей в подвижных сочленениях. Наиболее рациональны буртики с формой равного сопротивления изгибу, обладающие наименьшей массой и простые в изготовлении. Нерабочую поверхность буртика целесообразно выполнять под углом 45° так, чтобы ее можно было обработать проходным резцом с обычным

На рис. 453 приведен обзор способов уменьшения высоты буртиков и полной их замены (для случая неподвижных соединений). В конструкциях б — г насадная деталь затягивается на промежуточную шайбу, упирающуюся в заплечик или буртик уменьшенной высоты. " В неподвижных соединениях д буртики часто заменяют кольцевыми стопорами. прямоугольного сечения. Прочность узла е можно повысить заключением кольца в цилиндрическую выточку на детали или в промежуточной шайбе ж, предупреждающую раскрывание и выход кольца из канавки. Сильный упор обеспечивают кольцевые стопоры круглого сечения, охватываемые конической выточкой на детали или в промежуточной шайбе (рис. 453, з — к). ,-

требуется регулировка взаимного положения деталей в неподвижных соединениях.

Подвижные посадки применяют: в неподвижных соединениях для облегчения сборки, если не требуется высокой точности центрирования; для регулировки положения деталей; для обеспечения смазки трущихся поверхностей (подшипники скольжения, направляющие); для облегчения сборки кинематических пар невысокой точности; для компенсации тепловых деформаций; для сборки деталей, имеющих антикоррозионные покрытия. Скользящие посадки обеспечивают более высокую точность центрирования и могут заменять переходные посадки.

звеньев. В неподвижных соединениях с уменьшением шероховатости поверхностей увеличивается антикоррозионная стойкость деталей, создается определенность натягов, улучшается герметичность соединений, увеличивается усталостная прочность деталей. Возрастает также статическая прочность деталей с малыми размерами поперечных сечений.

Колебательный процесс всегда сопровождается действием сил сопротивления (так называемых диссипативных сил). Природа этих сил различна. Их причиной является: трение в кинематических парах, а также в неподвижных соединениях деталей (конструкционное трение в резьбе, в стыках и т.п.); внутреннее трение, возникающее между частицами материала (в металлах — весьма небольшое); наконец, специальные демпферы, устанавливаемые в нужных случаях на валопроводах для ограничения возникающих колебаний.

Конструкционное демпфирование в неподвижных соединениях. Наряду с внешними демпфирующими факторами на колебания механических систем заметное влияние могут оказать энергетические потери внутри самой конструкции (конструкционное демпфирование). Эти потери происходят из-за трения в кинематических парах, а также в соединениях типа прессовых, шлицевых, резьбовых, заклепочных и т. п. Хотя такие соединения принято называть неподвижными, в действительности при их нагружении неизбежно возникают малые проскальзывания по контактным поверхностям; на соответствующих относительных перемещениях силы трения совершают работу.

В зависимости от взаимного расположения полей допусков посадки могут быть (рис. 3.4) с зазором (а), переходные (б) и с натягом (в). Посадки назначают из расчета или опыта, имеющегося в данной отрасли. Посадки с зазором обычно применяют в подвижных соединениях (например, подшипниках скольжения) и в неподвижных, если надо обеспечить легкую сборку и разборку. Переходные используют в неподвижных соединениях, требующих повторных сборок и разборок с применением дополнительных креплений (шпонок, резьбовых деталей и т. д.). Посадки с натягом применяют в неподвижных соединениях. Поскольку посадка образуется сочетанием полей допусков отверстия и вала, на чертежах ее обозначают в виде дроби, причем в числителе указывают обозначение поля допуска отверстия, а в знаменателе—• вала, например 010Я7/к6.

дит к преждевременному износу поверхностей, так как при работе деталей металлические гребешки стираются, смешиваются с маслом и ускоряют процесс износа поверхностей. В неподвижных соединениях шероховатость ослабляет их прочность, так как при измерении размер у вала получается завышенный, а у отверстия •— заниженный и при снятии гребешков натяги в соединении станут меньше. Уменьшение шероховатости (повышение гладкости поверхности) способствует увеличению износостойкости, прочности, коррозионной стойкости и герметичности соединений.