Разъемные соединения деталей машин

Министерство  образования и науки Российской Федерации 

Федеральное агентство по образованию

Иркутский государственный  технический университет

 

Кафедра начертательной геометрии и технического черчения

 

 

Допускаю  к защите

Руководитель ____________________

Горбань Н.А.

 

Разъемные соединения деталей машин

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине

Инженерная  графика

1 003 01 ПЗ

 

 

 

 

 

 

Выполнил  студент группы	ИНб-12-1				КонстантиноваВ.Н.
	Шифр группы		Подпись		Ф.И.О.
Проверил	Преподаватель				Горбань Н.А.
	Должность		Подпись		Ф.И.О.

 

 

 

 

 

 

 

Иркутск, 2012

 

Содержание

 

Введение 2

Разъемные соединения 2

Болтовое соединение 2

Шпилечное соединение 2

Шпоночное соединение 2

Сборочный чертеж 2

Эскиз 2

Вал 2

Зубчатое колесо 2

Спецификация 2

Расчет параметров зубчатого колеса 2

Список литературы 2

 

 

 

 

Введение

 

Изготовляемые промышленностью машины, станки, приборы и аппараты состоят из различных определенным образом объединенных и взаимосвязанных деталей, которые соединяются между собой различными способами. Соединение деталей обеспечивает их определенное взаимное положение в процессе работы.

Различают разъемные и неразъемные соединения деталей. К разъемным относят соединения, допускающие разборку и повторную сборку соединяемых деталей без разрушения и повреждения. К ним относятся, например, соединения, выполняемые с помощью болта с гайкой.

К неразъемным относят соединения деталей с жесткой механической связью, сохраняющейся в течение всего срока их службы. Разборка таких соединений невозможна без разрушений или повреждений самих деталей или связывающих их элементов. К неразъемным можно отнести, например, соединения деталей сваркой, заклепками, пайкой.

В свою очередь, разъемные соединения делятся на подвижные, допускающие перемещение одной детали относительно другой, и неподвижные, в которых детали не могут перемещаться одна относительно другой. Примером подвижного соединения деталей может быть соединение подвижной гайки с винтом суппорта токарного станка, а неподвижного - соединение деталей при помощи винта.

Выделяют  также группы специальных соединений, к которым относятся соединения деталей в передачах у машин, например соединения зубчатых колес. Сюда же относят соединения деталей с помощью пружин, когда после снятия нагрузки детали надо вернуть в исходное положение.

При выполнении на чертежах соединений деталей  используют их полные, упрощенные или  условные изображения. Иногда (например при обозначении сварки, пайки  и др.) применяют дополнительные условные обозначения.

 

Разъемные соединения

 

В настоящее время в машиностроении широкое распространение получили разъемные соединения: резьбовые, зубчатые (шлицевые), шпоночные, штифтовые, шплинтовые, клиновые, соединения сочленением.

Большое распространение в современном  машиностроении получили разъемные соединения деталей машин, осуществляемые с помощью резьбы. Резьбовое соединение может обеспечивать относительную неподвижность деталей или перемещение одной детали относительно другой. Основным соединяющим элементом в резьбовом соединении является резьба.

Резьбой называется поверхность, образованная при винтовом движении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности. При этом образуется винтовой выступ соответствующего профиля, ограниченный винтовыми и цилиндрическими или коническими поверхностями.

Резьбы  классифицируются по форме поверхности, на которой она нарезана (цилиндрические, конические), по расположению резьбы на поверхности стержня или отверстия (наружные, внутренние), по форме профиля (треугольная, прямоугольная, трапецеидальная, круглая), назначению (крепежные, крепежно-уплотнительные, ходовые, специальные и др.), направлению винтовой поверхности (левые и правые) и по числу заходов (однозаходные и многозаходные).

Все резьбы делятся на две группы: стандартные  и нестандартные; у стандартных  резьб все их параметры определяются стандартами.

Основные  параметры резьбы определены ГОСТ 11708-82. Резьбу характеризуют три диаметра: наружный d (D), внутренний dl(Dl) и средний d2(D2).

Диаметры  наружной резьбы обозначают d, dl, d2, а внутренней резьбы в отверстии - D, Dl И D2.

Наружный  диаметр резьбы d (D) - диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной или впадин внутренней резьбы. Этот диаметр для большинства резьб является определяющим и входит в условное обозначение резьбы.

 

Болтовое  соединение

 

Болтовое  соединение состоит из болта, гайки, шайбы и соединяемых деталей. В соединяемых деталях просверливают сквозные отверстия диаметром d_o = (1,05 ... 1,1 O)d, где d - диаметр резьбы болта. В отверстие вставляют болт, надевают на него шайбу и навинчивают до упора гайку.

Длину болта определяют по формуле  l= Н( + Н₂ + S_Ш + Н + К, где Н и Н₂ - толщина соединяемых деталей; S_Ш - толщина шайбы, S_Ш = 0,1 5d; Н - высота гайки, Н = 0,8d; К - длина выступающего стержня болта, К = 0,35d.

Расчетную длину болта округляют до ближайшей  стандартной длины болта.

На чертеже болтового соединения выполняют не менее двух изображений - на плоскости проекций, параллельной оси болта, и на плоскости проекций, перпендикулярной его оси (со стороны гайки). При изображении болтового соединения в разрезе болт, гайку и шайбу показывают неразрезанными. Головку болта и гайку на главном виде изображают тремя гранями. Смежные детали штрихуют с наклоном в разные стороны. На чертеже болтового соединения указывают три размера: диаметр резьбы, длину болта и диаметр отверстия под болт.

Условные  обозначения болта, гайки и шайбы  записываются в спецификации сборочного чертежа.

 

 

 

 

Шпилечное соединение

 

Шпилечное соединение состоит из шпильки, шайбы, гайки и соединяемых деталей. Соединение деталей шпилькой применяется тогда, когда нет места для головки болта или когда одна из соединяемых деталей имеет значительную толщину. В этом случае экономически нецелесообразно сверлить глубокое отверстие и ставить болт большой длины. Соединение шпилькой уменьшает массу конструкций. Одна из соединяемых шпилькой деталей имеет углубление с резьбой - гнездо под шпильку, которая ввинчивается в него концом l₁. Остальные соединяемые детали имеют сквозные отверстия диаметром do = (1,05 ... 1,1 O)d, где d - диаметр резьбы шпильки. Гнездо сначала высверливается на глубину l₂, которая на 0,5d больше ввинчиваемого конца шпильки, а затем в гнезде нарезается резьба. На входе в гнездо выполняется фаска с = 0,15d. При ввинченной в гнездо шпильке соединение деталей дальше осуществляется как в случае болтового соединения.

Длину шпильки определяют по формуле l = Н₂ + S_Ш + Н + К, где, Н₂ - толщина присоединяемой детали; S_Ш - толщина шайбы; Н - высота гайки; К - длина выступающего конца над гайкой. Расчетную длину шпильки округляют до стандартного значения.

На  чертеже шпилечного соединения линия  раздела соединяемых деталей  должна совпадать с границей резьбы ввинчиваемого резьбового конца шпильки. Гнездо под шпильку оканчивается конической поверхностью с углом 120⁰. Нарезать резьбу до конца гнезда практически невозможно, но на сборочных чертежах допускается изображать резьбу на всю глубину гнезда. На чертеже шпилечного соединения указывают те же размеры, что и на чертеже болтового соединения. Штриховку в резьбовом соединении шпильки с деталью, в которую шпилька ввинчена, в разрезе доводят до сплошной основной линии резьбы на шпильке и в гнезде.

 

Шпоночное соединение

 

Соединение  шпоночное состоит из вала, колеса и шпонки.

Шпонка представляет собой деталь призматической (шпонки призматические или клиновые) или сегментной (шпонки сегментные) формы, размеры которой определены стандартом. Шпонки применяют для передачи крутящего момента.

В специальную канавку-паз на валу закладывается шпонка. На вал насаживают колесо так, чтобы паз ступицы  колеса попал на выступающую часть шпонки. Размеры пазов на валу и в ступице колеса должны соответствовать поперечному сечению шпонки.

Размеры призматических шпонок определяются ГОСТ 23360-78; размеры соединений с клиновыми шпонками - ГОСТ 24068-80; размеры соединений с сегментными шпонками - ГОСТ 24071-80.

Шпонки  призматические бывают обыкновенные и  направляющие. Направляющие шпонки крепят к валу винтами; их применяют, когда колесо перемещается вдоль вала.

По  форме торцов шпонки бывают трех исполнений: исполнение 1 - оба торца закруглены; исполнение 2 - один торец закруглен, второй - плоский; исполнение 3 - оба торца плоские.

Рабочими  поверхностями у шпонок призматических и сегментных являются боковые грани, а у клиновых верхняя и нижняя широкие грани, одна из которых имеет уклон 1: 100.

Поперечные  сечения всех шпонок имеют форму  прямоугольников с небольшими фасками  или скругленными. Размеры сечений  шпонок выбираются в зависимости  от диаметра вала, а длина шпонок - в зависимости от передаваемых усилий.

Условные  обозначения шпонок определяются стандартами  и включают в себя: наименование, исполнение, размеры, номер стандарта. Пример условного обозначения шпонки:

Шпонка  10х8х60 ГОСТ 23360-78 - призматическая, первого исполнения, с размерами поперечного сечения 10х8 мм, длина 60 мм.

Чертежи шпоночных соединений выполняются  по общим правилам. Шпоночное соединение показывают во фронтальном разрезе осевой плоскостью. Шпонку при этом изображают неразрезанной, на валу выполняют местный разрез. Вторым изображением шпоночного соединения служит сечение плоскостью, перпендикулярной оси вала. Зазор между основаниями паза во втулке (ступице колеса) и шпонкой показывают увеличенным.

 

Сборочный чертеж

 

Графический документ, содержащий изображение сборочной  единицы и другие данные, необходимые для ее сборки (изготовления) и контроля, называется сборочным чертежом.

Сборочный чертеж выполняется на стадии разработки рабочей документации на основании чертежа общего вида изделия. На основании ГОСТ 2.109-73 сборочный чертеж должен содержать:

изображение сборочной единицы, дающее представление  о расположении и взаимосвязи составных частей, соединяемых по данному чертежу и обеспечивающих возможность осуществления сборки и контроля сборочной единицы;

размеры и другие параметры и требования, которые должны быть выполнены и  проконтролированы по данному чертежу;

указания  о характере сопряжения разъемных  частей изделия, а также указания о способе соединения неразъемных  соединений, например сварных, паяных и др.;

номер позиций составных частей, входящих в изделие;

основные  характеристики изделия;

размеры габаритные, установочные, присоединительные, а также необходимые справочные размеры.

Количество  изображений на сборочном чертеже  зависит от сложности конструкций изделия. Учебный сборочный чертеж выполняется обычно в двух или трех основных изображениях с применением разрезов. Рекомендуется соединение половины вида с половиной разреза при наличии симметрии вида и разреза изделия.

Разрезы и сечения на сборочных чертежах служат для выявления внутреннего  устройства сборочной единицы и  взаимосвязи входящих в нее деталей.

Разрез  на сборочном чертеже представляет собой совокупность разрезов отдельных  частей, входящих в сборочную единицу. Штриховку одной и той же детали в разрезах на разных изображениях выполняют в одну и ту же сторону, выдерживая одинаковое расстояние (шаг) между линиями штриховки. Штриховку смежных деталей из одного материала разнообразят изменением направления штриховки, сдвигом штрихов или изменением шага штриховки. Сварное, паяное или клееное изделия из одного материала, находящиеся в сборе с другими изделиями, в разрезах и сечениях штрихуют как монолитное тело, показывая границы между деталями сварного изделия сплошными основными линиями. Шарики в разрезах и сечениях всегда показывают нерассеченными. Винты, болты, шпильки, штифты, шпонки, шайбы, гайки и другие стандартные крепежные изделия при продольном разрезе показывают нерассеченными. Непустотелые валы, шпиндели, рукоятки, шатуны и т. п. при продольном разрезе также изображают нерассеченными.

На  сборочных чертежах допускается  не показывать фаски, округления, проточки, углубления, выступы, рифления, оплетку и другие мелкие элементы. Допускается не изображать зазоры между стержнем и отверстием. Если необходимо показать составные части изделия, закрытые крышкой, кожухом, щитом и т. П., то закрывающие изделия можно не изображать, а над изображением выполнить надпись по типу «Крышка поз. 5 не показана»,

Изделия из винтовой пружины, изображенной лишь сечением витков, изображают лишь до зоны, условно закрывающей эти изделия и определяемой осевыми линиями сечения витков.

При выполнении сборочных чертежей соблюдают  условности и упрощения, устанавливаемые  стандартами на правила выполнения чертежей различных изделий.

На  сборочном чертеже допускается  изображать перемещающиеся части изделия  в крайнем или промежуточном  положении с соответствующими разрезами, используя тонкие штрихпунктирные линии с двумя точками. Для изображения соседних изделий - «обстановки» - используют тонкие сплошные линии.

 

Эскиз

Эскиз - это чертеж, выполненный от руки без применения чертежных инструментов, в глазомерном масштабе с сохранением  пропорций между элементами детали.

Выполняя  эскиз с натуры, следует аналитически относиться к форме и расположению отдельных ее элементов, Так, например дефекты литья (неравномерность  толщины стенок, смещение центров  отверстий, неровные края, асимметрия частей детали и т.п.) не должны отражаться на эскизе.

Рекомендуется следующая последовательность выполнения эскизов:

1. Внимательно осмотреть деталь, установить  ее назначение и материал, определить  геометрическую форму отдельных  элементов детали.

2. Выбрать главный вид, который должен давать наиболее полное и наглядное представление о детали.

3. С учетом сохранения пропорций габаритов детали (длины, высоты, ширины) и полного использования листа бумаги нанести в проекционной связи габаритные прямоугольники для размещения выбранных видов; в прямоугольниках проводят оси симметрии детали.

4.Вычертить  внешние контуры корпуса детали.

5.Вычертить  внутренние элементы детали в  разрезе. 

6.Нанести  размерные и выносные линии  (причем никаких измерений при  этом не производить), условные  знаки, определяющие характер  поверхности: диаметр, радиус, конусность, тип резьбы согласно ГОСТ 2.307-68*.

7. При помощи измерительных инструментов  определить размеры элементов  детали, нанести размерные числа  ..

8. Проставить шероховатость поверхностей  согласно ГОСТ 2.309-73*.

Оформить  эскиз. 3аполнигь основную надпись согласно ГОСТ 2.104-68*. В основной надписи следует указать наименование детали, марку материала, из которого она изготовлена, номер ГОСТ на материал. Наименование детали записывается в именительном падеже, в единственном числе. В наименованиях, состоящих из нескольких слов, на первое место ставится имя существительное, например: колесо зубчатое, крышка верхняя, гайка накидная.

Стандартизованные элементы детали (резьба, проточки, фаски, скругления) должны иметь оформление и размеры, предусмотренные соответствующими стандартами.

Эскиз должен быть выполнен в соответствии со стандартами ЕСКД. Линии на эскизе должны быть ровными и четкими. Эскиз  выполняется на бумаге в клетку формата  А4 или АЗ. Дуги окружностей разрешается  проводить циркулем с последующей  обводкой их от руки. Выполняется эскиз  мягким карандашом.

 

Вал

Вал - стержень, вращающийся в опорах и предназначенный для передачи вращающего момента от одной детали к другой.

Рассмотрим  отдельные элементы вала.

К конструктивным элементам относятся:

лыска - плоский срез на поверхности вращения;

фаска - скошенная кромка стержня, отверстия;

паз шпоночный - углубление продолговатой  формы, выполняемое фрезерованием;

галтель и переходник - переход от меньшего сечения вала к большему (служит для снижения концентрации внутренних напряжений в месте перехода);

шлицы - выступы на валу (зубья), которые  входят В соответствующие пазы ступицы.

К технологическим элементам относятся:

проточка (канавка) - кольцевое углубление на стержне или в отверстии; центровое  отверстие - отверстие в торце  заготовки, обрабатываемое

специальным сверлом на центровальном станке. Предназначено для закрепления заготовок в центрах металлорежущих станков.

Эскиз вала выполняют с натуры па бумаге в клеточку формата АЗ.

Главный вид вала располагают так, чтобы  его ось была параллельна основной надписи чертежа. Изображение вала располагают на чертеже вправо стороной, более трудоемкой для токарной обработки. Разрезы, сечения, дополнительные виды определяются наличием конструктивных и технологических элементов. Если вал не является· полым, то полного  продольного разреза вала не выполняют.

Для изображения шпоночных пазов, шлицев, лысок, сквозных отверстий выполняют  вынесенные сечения, для изображения  центровых отверстий - местные разрезы. Форму канавки показывают в масштабе увеличения на выносном элементе. После  выполнения изображения вала проставляют  размеры согласно ГОСТ 2.307-68*.

Размеры на чертеже наносят от обработанных поверхностей или от линий, которые  называют базами.

Не  допускается проставлять размеры  на чертеже в виде замкнутой цепочки.

В размерной цепи менее ответственный размер должен отсутствовать (свободный размер). За счет свободного размера компенсируются все неточности изготовления элементов детали.

Не  допускается включения ширины фасок  и канавок в общую размерность. Размеры фасок и канавок должны быть заданы отдельно.

Такие элементы детали, как центровые отверстия, фаски, галтели, канавки, шпоночные  пазы, шлицы выполняют по определенным, установленным стандартами, размерам. Поэтому размеры этих элементов  выбирают из таблиц в зависимости  от диаметра вала.

 

 

Зубчатое  колесо

 

Для передачи вращательного движения от одного вала к другому чаще всего применяют зубчатые передачи. Зубчатая передача состоит из двух колес, на поверхности которых чередуются впадины и выступы (зубья). Принцип работы передачи основан на зацеплении зубчатых колес, когда зубья одного из них входят во впадины другого

Зубчатая  передача между параллельными валами осуществляется цилиндрическими зубчатыми  колесами. При пересекающихся осях применяют конические зубчатые колеса. Меньшее из пары зубчатых колес называется шестерней. Термин «Зубчатое колесо»  является общим для обоих колес.

 

Спецификация

Спецификация  является основным (текстовым) конструкторским документом. Она определяет состав сборочной единицы и является главным документом для изготовления, комплектования и планирования запуска в производство изделий. Форму и порядок заполнения спецификации определяет ГОСТ 2.108-68>1<.

На каждую сборочную единицу составляют спецификацию на отдельных листах формата А4.

 

Расчет  параметров зубчатого колеса

Число зубьев Z=41,

диаметр окружности вершин - d_a = 146 мм,

по эскизу вала - диаметр вала - d_B= 41 мм,

длина шпоночной канавки - l = 32мм.

Модуль колеса – m===3.4мм

Делительный диаметр d = m*Z == 3.4*41 = 139.4 мм, округлим 140 мм

высота головки зуба h_a = m = 3.4 мм,

высота ножки зуба h_f = 1.25*m = 1,25 *3.4 = 4.25 мм,

диаметр окружности впадин d_f = d – 2*h_f = 140-2*4.25 = 131,5 мм, округлим 132 мм.

Проверяем диаметр окружности вершин d_a = d + 2*h_a = 140+2*3.4 = 146.8 мм, что соответствует заданному значению. Округлим 146

диаметр отверстия колеса под вал  D_B = dв = 41 мм,

длина ступицы Lст = l + (5 ... 10) мм = 44 + 6 = 50 мм,

ширина зубчатого венца В=L_CT=50 мм

толщина обода зубчатого венца ϭ₁= 2,5*m = 2,5*3.4 = 8.5 мм,

толщина диска ϭ₂ = 0,3*В == 0,3*50 = 15мм,

наружный диаметр ступицы колеса D_CT=1,6*d_B=1,6*41 = 65.6мм,         округлим 66мм.

диаметр обода D_K = d_f – 2*ϭ ₁= 130.9-2*8.5 = 113.9 мм, округлим 114 мм.

диаметр центровой окружности D₁= 0,5 (D_К + D_CT) = 0,5 (114+66) = 90 мм,

диаметр отверстий в диске D_o= ==12мм.

 

 

 

 

Список  литературы

1. Лагерь А.И. Инженерная графика. – М.: Высшая школа, 20033. – 270 с.
2. Разъемные соединения деталей машин: Метод. Указания. Составители Кравцова Л.И., Кузнецова Л.М., Горбань А.В., Трофимова К.С. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. – 32 с.
3. Нормативные материалы:

• ГОСТ 2.301-68* Форматы

• ГОСТ 2.302-68* Масштабы
• ГОСТ 2.303-68* Линии
• ГОСТ 2.304-68* Шрифты чертежные
• ГОСТ 2.305-68* Изображения - виды, разрезы, сечения.
• ГОСТ 2.306-68* Обозначения графических материалов и правила их нанесения на чертежах
• ГОСТ 2.307-68* Нанесения размеров и предельных отклонений
• ГОСТ 2.309-73* Обозначение шероховатости поверхности
• ГОСТ 2.104- 68* Основные надписи
• ГОСТ 2.l02-68* Виды конструкторской документации
• ГОСТ 2.101-68* Виды изделий
• ГОСТ 2.311-68· Изображение резьбы
• ГОСТ 2.109-73* Сборочный чертеж
• ГОСТ 2.108-98* Спецификация