Разъемные соединения деталей машин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Иркутский государственный технический университет

Кафедра начертательной геометрии и технического черчения

Пояснительная записка к курсовой работе

по дисциплине Инженерная графика

Разъемные соединения деталей машин

Студент группы ИНб-14-1

Сейтвелиева К.М.

Нормоконтроль

Н.А. Горбань

Иркутск, 2014



Содержание

зубчатый резьбовой соединение вал

Введение

1. Эскизы

1.1 Эскиз вала

1.2 Эскиз зубчатого колеса

2. Шпоночное соединение

3. Сборочный чертеж

4. Спецификация

Заключение

Список использованных источников



Введение

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

Различают разъемные и неразъемные соединения деталей. Разъемные соединения - это соединения, допускающие разборку и повторную сборку соединяемых деталей без разрушения и повреждения. К разъемным соединениям деталей относят резьбовые соединения, шпоночные, зубчатые (шлицевые), штифтовые, шплинтовые, клиновые, соединения сочленением.

Резьбовым называют соединение составных частей изделия с применением детали, имеющей резьбу.

Достоинства резьбовых соединений:

1) универсальность;

2) высокая надежность;

3) малые габариты и вес крепежный резьбовых деталей;

4) способность создавать и воспринимать большие осевые силы;

5) технологичность и возможность точного изготовления.

Недостатки резьбовых соединений:

1) значительная концентрация напряжений в местах резкого изменения поперечного сечения;

2) низкий КПД подвижных резьбовых соединений.

Шпоночными соединениями называют разъемные соединения составных частей изделий с применением шпонок. Шпоночные соединения состоят из вала, шпонки и ступицы колеса.

Достоинства шпоночных соединений:

1) простота конструкции;

2) легкость сборки и разборки соединения.

Недостатки шпоночных соединений:

1) шпоночные пазы ослабляют вал и ступицу насаживаемой детали (уменьшается сечение детали);

2) шпоночное соединение трудоемко в изготовлении.

Шлицевые соединения образуются выступами - зубьями на валу и соответствующими впадинами - шлицами в ступице.

Достоинства шлицевых соединений (по сравнению со шпоночными соединениями):

1) лучшее центрирование деталей на валу;

2) уменьшение числа деталей соединения, при одинаковых габаритах передают больший вращающий момент за счет большей поверхности контакта;

3) высокая надежность при динамических и реверсивных нагрузках, меньшее ослабление вала (расчет на прочность ведется по внутреннему диаметру).

Недостатки шлицевых соединений:

1) сложная технология;

2) повышенная точность изготовления;

3) высокая стоимость.

Клиновым называется разъемное соединение составных частей изделия с применением детали, имеющей форму клина.

Достоинства клиновых соединений:

1) простота и надежность конструкции;

2) возможность создания и восприятия больших усилий;

3) быстрота сборки и разборки соединения.

Недостатки клиновых изделий:

1) значительное ослабление сечений соединяемых деталей пазами под клинья;

2) нетехнологичность этих пазов и концентрация напряжений, что существенно сократило область применения клиновых соединений в современных конструкциях.

Штифтовые соединения предназначены для точного взаимного фиксирования деталей, а также для передачи небольших нагрузок.

Достоинства штифтовых соединений:

1) простота конструкции;

2) простота сборки-разборки;

3) точное центрирование соединяемых деталей за счет посадки с натягом

Недостаток штифтовых соединений:

1) ослабление соединяемых деталей отверстием.

В соединениях сочленением выступ одной детали входит в паз или отверстие другой детали; детали поворачиваются одна относительно другой, и тем обеспечивается их соединение.

Разъемные соединения можно разбирать и вновь собирать, не разрушая деталей. Для разборки неразъемных соединений приходится разрушать скрепляющие детали (например, заклепки).

К неразъемным соединениям относятся заклепочные и сварные соединения, соединения на пайке, а также неподвижные (прессовые) посадки.



1. Эскизы

К эскизам относят чертежи, предназначенные для разового использования в производстве. Эскизами пользуются конструкторы при проектировании, например, новых машин. Эскизы применяются также при ремонте оборудования, когда вместо вышедшей из строя детали надо изготовить новую. Тогда с натуры снимают эскиз детали. На производстве часто приходится непосредственно по эскизу изготовлять деталь, поэтому к нему следует относиться как к важному техническому документу.

Эскизы должны быть выполнены в соответствии со стандартами ЕСКД на чертежи. Линии на эскизе должны быть ровными и четкими. Все надписи следует выполнять чертежным шрифтом.

Эскиз выполняют обычно на бумаге в клетку формата А4 или А3. Это удобнее и быстрее. По клетке легко проводить перпендикулярные и параллельные линии, соблюдать пропорциональность частей предмета при построении изображений. Дуги окружностей можно провести циркулем, а потом обвести от руки. Выполняют эскиз мягким карандашом (М или 2М).

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*.

1.1 Эскиз вала

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

Рассмотрим отдельные элементы вала (см. рисунок 1).

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 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 на бумаге в клеточку формата А3.

Главный вид 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 является полым, то продольного разреза не выполняют.

Рисунок 1. Основные элементы вала

Для изображения шпоночных пазов, шлицев, лысок, сквозных отверстий выполняют вынесенные сечения, для изображения центровых отверстии - 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 (см. рисунок 2).

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.

Рисунок 2. Постановка размеров: а - с одной базой; б - с главной и вспомогательной базой (Р-база)

1.2 Эскиз зубчатого колеса

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.

Основные параметры зубчатого колеса

Зубчатый венец ограничивается окружностью вершин зубьев диаметром d_a и окружностью впадин d_f (см. рисунок 3). Делительная окружность делит высоту зуба h на две неравные части - головку высотой h _a и ножку высотой h _f. По делительной окружности измеряют окружной шаг Р, окружную толщину зуба S и окружную ширину впадин l_t. Боковая поверхность зуба, называемая профилем зуба, очерчивается эвольвентой окружности.



Рисунок 3. Зубчатое колесо

Основным параметром зубчатых колес является модуль, определяемый по формуле:

m= d/z,

где d - диаметр делительной окружности, мм

z - число зубьев колеса.

Расчет геометрических параметров зубчатого колеса

По таблице согласно варианту выбрать число зубьев - z и диаметр окружности вершин зубьев - .

Z = 51, d_a = 165

Модуль зубчатого колеса определяется по формуле:

где

d _a - диаметр окружности вершин зубьев, z-число зубьев.

m=165/(51+2)= 3

Диаметр делительной окружности d= mz = 3*51=153

Высота головки зуба= m = 3

Высота ножки зуба= 1.25m =1.25*3 =3.75=4

Диаметр окружности впадин= d - 2.5m = 159- 2.5*3.75 =149.6=150

Расчет конструктивных элементов вала

Для расчета конструктивных элементов колеса, кроме геометрических параметров, необходимо знать диаметр вала - dв и длину шпоночного паза в месте посадки зубчатого колеса - (принимаем по эскизу вала).

Длину ступицы L_ст принять на 5-10 мм больше длины шпоночного паза.

Ориентировочные соотношения конструктивных размеров зубчатого колеса

Элементы зубчатого колеса	Расчетная формула
Диаметр отверстия под вал
Длина ступицы
Ширина зубчатого венца
Толщина обода зубчатого венца
Толщина диска
Наружный диаметр ступицы
Диаметр обода
Диаметр центровой окружности
Диаметр отверстий в диске

По рассчитанным параметрам выполняется эскиз зубчатого колеса на листе в клетку формата А4.



2. Шпоночное соединение

Для подвижного или не подвижного соединения зубчатых колес с валом применяются шпонки, которые представляют собой деталь призматической, сегментной или клиновидной формы с прямоугольным поперечным сечением.

В шпоночном соединении часть шпонки входит в паз вала, а часть - в паз ступицы (втулки) колеса (см. рисунок 4). Между пазом втулки и верхней гранью шпонки должен быть небольшой зазор, определяемый размерами пазов на валу t₁и ступице t₂.

В продольном разрезе шпонки показывается не рассеченными. Форма и размеры шпонок и пазов стандартизованы и зависят только от диаметра вала и условий эксплуатации соединяемых деталей. Длину шпонки выбирают из стандартного ряда длин 5…10 мм меньше длины ступицы зубчатого колеса L_ст.

Наибольшее распространение имеют призматические шпонки со скругленными концами. Размеры призматический шпонок выбираются по ГОСТ 23360-78.

Условное обозначение призматической шпонки с размерами b=10 mm; h=8 mm; l=20 mm, шпонка 10x8x20 ГОСТ 23360-78.

Шпоночные соединения могут быть подвижными или неподвижными в осевом направлении. В подвижных соединениях часто используют направляющие шпонки с креплением к валу винтами. Вдоль вала с направляющей шпонкой обычно перемещается зубчатое колесо (блок зубчатых колес), полумуфта или другая деталь.



Рисунок 4. Соединение с помощью призматической шпонки



3. Сборочный чертеж

Сборочный чертеж - технический документ, содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для ее сборки, изготовления и контроля (ГОСТ 2.102-68*).

Сборочный чертеж выполняется на стадии разработки рабочей документации на основании чертежа общего вида изделия.

Сборочной единицей называют изделие, составные части которого подлежат соединению между собой сборочными операциями.

Сборочный чертеж должен содержать:

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

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

в) указания о характере сопряжения разъемных частей изделия;

г) номера позиций составных частей в соответствии с номерами позиций спецификации;

д) основные характеристики изделия.

Сначала выбирают масштаб изображения, согласно ГОСТ 2.302-68*.Чертеж должен быть расположен на листе рационально, оставляя достаточно места для нанесения размеров и номеров позиций. Изображение изделия должно занимать 75 % поля чертежа.

Затем исходя из сложности изделия, определяют число видов, которое должно быть минимальным, но достаточным для полного представления о конструкции изделия. Рекомендуется начинать вычерчивание сборочной единицы с основной детали, а затем изображать остальные детали в порядке их присоединения. С целью сокращения числа основных видов следует применять местные и дополнительные виды.

На сборочном чертеже выполняют необходимые разрезы, которые позволяют выявить характер соединения деталей. Штриховка в разрезах и сечениях на сборочном чертеже производится по ГОСТ 2.306-68*. Штриховку смежных деталей следует разнообразить, изменяя направление штриховки и интервал.



4. Спецификация

Спецификация - это текстовой конструкторский документ, определяющий состав сборочной единицы, комплекса или комплекта. Форму и порядок заполнения спецификации определяет по ГОСТ 2.108-68*.

На каждую сборочную единицу составляют спецификацию на отдельных листах формата А4 (297210). Основная надпись выполняется размером 40185 в соответствии с ГОСТ 2.104-68.

Спецификация состоит из разделов, располагаемых в следующей последовательности: документация, комплексы, сборочные единицы, детали, стандартные изделия, прочие изделия, материалы, комплекты. Наименование каждого раздела указывается в виде заголовка в графе “Наименование” и подчеркивается.

Документация - основной комплект КД (сборочный чертеж и схема структурная - деления изделия на составные части).

Сборочные единицы - сборочные единицы, входящие в специфицируемое изделие.

Детали - детали, непосредственно входящие в изделие (т. е не входящие в состав перечисленных выше сборочных единиц). Запись сборочных единиц и деталей производят в порядке возрастания цифр, входящих в их обозначение.

Стандартные изделия - изделия, примененные по государственным, республиканским, отраслевым стандартам и стандартам предприятий (для изделий вспомогательного производства).

Материалы - материалы, непосредственно входящие в специфицируемое изделие (т. е не входящие в состав сборочных единиц изделия). Записываются те, которые входят в специфицируемое изделие, а не в состав сборочных единиц. Последовательность записи материалов: металлы черные, цветные, провода, шнуры, пластмассы. Не записывают материалы, количество которых на изделие не может быть определено конструктором (например, лаки, краски, клей). В пределах каждого вида материалы записываются в алфавитном порядке и указываются технические условия на эти материалы.

Наличие разделов определяется составом специфицируемого изделия. После каждого раздела необходимо оставлять одну-две свободные строки в качестве резерва для дополнительных записей.

Спецификация заполняется в направлении сверху вниз. При записи наименований, деталей, состоящих из нескольких слов, на первое место помещается имя существительное, например: «Колесо зубчатое». Для записи длинных наименований используется несколько строк таблицы.



Заключение

В курсовой работе «Разъемные соединения деталей машин» были рассмотрены правила выполнения эскизов деталей, сборочного чертежа и спецификации, в соответствии со стандартами ЕСКД, на примере разъемного соединения «Вал - колесо зубчатое». Выполнен эскиз вала, произведен расчет геометрических параметров зубчатого колеса и выполнен его эскиз, а также по данным эскизам выполнен сборочный чертеж «Вал - колесо зубчатое» и заполнена спецификация.

Также было рассмотрено шпоночное соединение. Главной задачей шпоночного соединения является обеспечение достаточной подвижности вдоль продольной оси механизма. Стоит отметить, что шпонки подвергаются большой нагрузке, поэтому при изготовлении обязательно подвергаются контролю качества, в ходе которого проверяется их прочность на смятие. При производстве шпонок могут использовать различные сплавы, однако в большинстве механизмов используются высокопрочные стальные шпонки.

К достоинствам шпоночного соединения можно отнести:

Надежность и прочность конструкции;

Легкость в эксплуатации;

Низкая стоимость;

Легкость в изготовлении.

Но есть и недостатки:

Шпоночным пазом ослабляется сечение вала и ступицы;

Во многих соединениях наблюдается децентровка. То есть относительное смещение осей ступицы и вала наполовину диаметрального зазора;

В углах шпоночного паза высокий уровень напряжения.

Пояснительная записка к курсовой работе содержит 19 страниц, 4 рисунка, список использованных источников содержит 6 наименований.



Список использованных источников

1. Чекмарев А.А. Инженерная графика: учебн. для немаш. спец. вузов - М:Высш.шк., 2004 - 36 с.: ил.

2. Стандарты ЕСКД по состоянию на 1.01.2014 г.

3. Разъемные соединения деталей машин. Методические указания /Кравцова Л.И., Кузнецова Л.М., Горбань А.В. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010.

4. Резьба: Метод. Указания. Составители: Г.В. Боженков, Л.М. Кузнецова, Н.А. Горбань, Л.И. Кравцова. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010.-28.

5. СТО ИрГТУ 005-2009. СИСТЕМА МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА. Учебно-методическая деятельность. Оформление курсовых и дипломных работ проектов (работ) технических специальностей.

6. Лагерь А.И. Инженерная графика: учебн. для вузов - М: Высш. шк., 2004 - 269 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru