Соединения деталей машин: разъёмные и неразъёмные

Хакасский политехнический техникум  
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

по технической механике 

Тема: Соединения деталей машин: разъёмные и неразъёмные. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: Грищенко С.Г Проверил: Лобанова И.А. 
 
 
 
 
 

2011 

Содержание 

1. Соединения деталей  машин………………………………………………..стр.3

2. Неразъёмные соединения…………………………………………………..стр.4

   2.1 Заклёпочные  соединения……………………………………………….стр.4

   2.2 Сварные  соединения…………………………………………………….стр.5

   2.3 Клеевые соединения……………………………………………………..стр.6

   2.4 Соединения  деталей посадкой с натягом…………………………….стр.7

3. Разъёмные соединения……………………………………………………..стр.8

   3.1 Резьбовые  соединения…………………………………………………..стр.8

   3.1.1 Резьба…………………………………………………………………….стр.9

   3.1.2 Основные  типы крепёжных деталей…………………………………стр.10

   3.1.3 Способы стопорения резьбовых соединений………………………стр.12 

3.2 Клеммовые соединения…………………………………………………….стр.13

3.3 Шпоночные и зубчатые (шлицевые) соединения………………………стр.13

      3.3.1 Шпоночные соединения……………………………………………....стр.13                       

      3.3.2 Зубчатые (шлицевые) соединения………………………………….стр.15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                     
 

1. Соединения деталей машин

     Детали, составляющие машину связаны между  собой тем или иным способом. Эти  связи можно разделить на подвижные (различного рода шарниры, подшипники и т.д.) и неподвижные (резьбовые, сварные и т.д.). Неподвижные связи в технике называют соединениями.

     Соединения  являются важными элементами конструкций. Многие аварии и прочие неполадки  в работе машин и сооружений обусловлены  неудовлетворительным качеством соединений.

     Основным  критерием работоспособности расчета  соединений является прочность. Необходимо стремиться к тому, чтобы соединение было равнопрочным с соединяемыми элементами. Желательно, чтобы соединение не искажало форму изделия, не вносило дополнительных элементов в его конструкции и т.п.

     По  признаку разъёмности все виды соединений можно разделить на разъемные  и неразъемные:

     1) Разъемные соединения позволяют разъединять детали без всяких повреждений. К ним относятся резьбовые, штифтовые, клеммовые, шпоночные, шлицевые и профильные соединения.

     2) Неразъемные соединения не позволяют разъединять детали без их повреждений. Применение неразъемных соединений обусловлено в основном технологическими и экономическими требованиями. К этой группе соединений относятся заклепочные, сварные и соединения с натягом.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  
 

                     2. Неразъёмные соединения

                    

                     2.1  Заклёпочные  соединения 
 

Стандартные вытяжные заклепки

      Позволяют осуществить неразъемное соединение с доступом только с одной стороны. Они производятся различной длины и диаметров, бывают с куполообразным (стандартным), увеличенным и потайным бортиком, могут быть из алюминия, стали, нержавейки, меди, в зависимости от вида применения. Для некоторых применений имеют специальную конструкцию: закрытые, многозажимные, лепестковые, рифленые, контактные и самоперфорирующие. 

Усиленные вытяжные заклепки

      Позволяют осуществить неразъемное соединение с доступом только с одной стороны. Усиленные заклёпки изготавливают из алюминия, стали, нержавейки, в зависимости от вида применения. При установке создают надежное соединение, сравнимое по структуре с соединением полнотелой заклепкой. Обладают высокой сопротивляемостью к нагрузкам на растяжение и сдвиг. Они подходят для закрепления предметов подверженных вибрации. Главный сектор применения: корпусоа автомобилей, металлические

контейнера, электрошкафы и др. 

Штифты с обжимным кольцом

      Это система быстрой установки для  сборки частей испытывающих высокие механические нагрузки или подвеграющиеся высокой вибрации. Состоят из штифта и обжимающего кольца, штифт имеет насечки для жёсткой фиксации обжимного кольца. При установке требуется доступ с обратной стороны. Выпускаются различных длин и диаметров, в зависимости от толщины пакета и нагрузок. Материал: сталь, алюминий и нержавейка. 
 

Заклепочные гайки и болты

     Являются  эффективным решением для получения  наружной или внутренней резьбы на тонкостенной детали, в том числе  и цилиндрической. Они устанавливаются в предварительно подготовленное (пробитое или просверленное) отверстие с одной стороны, обжимаются вытягиванием штока инструмента с формированием с обратной стороны замыкающего бортика. Материал: сталь, нержавейки, алюминия и бронзы.

Достоинства заклепочных соединений: 

1. Высокая прочность  и надежность соединения

2. Простота контроля  качества соединения

3. Возможность соединения  деталей из любых материалов

4. Неизменность физико-химических  свойств материалов соединяемых  деталей

5. Высокая работоспособность при ударных и повторно-переменных нагрузках

6. При разборке  скрепляемых деталей (разрушении  заклепок), соединяемые детали 
   обычно почти не повреждаются и могут быть использованы повторно 

Недостатки  заклепочных соединений: 

1. Неполное использование материала соединяемых деталей в результате их  
    ослабления заклепочными отверстиями

2. Сложность технологического процесса изготовления клепанных конструкций

3. Трудность соединения  деталей сложной конструкции

4. Соединение деталей  встык требует применения специальных накладок

5. Заклепки и соединяемые  детали должны быть однородными,  с одинаковым 
   температурным коэффициентом линейного расширения 
 

                            2.2  Сварные соединения 

СВАРКА - процесс получения неразъемного соединения деталей машин,

конструкций и сооружений при их местном или общем нагреве, пластическом деформировании или при  совместном действии того и другого  в результате установления межатомных связей в месте их соединения. Сварке подвергают детали из металлов, керамических материалов, пластмасс, стекла и др. 

Существуют  способы сварки, при  которых материал:  

- расплавляется (дуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, 
  плазменная, лазерная, газовая и др.),  

- нагревается и пластически деформируется (контактная, высокочастотная, 
  газопрессовая и пр.)  

- деформируется без нагрева (холодная, взрывом и др.); способ 
  диффузионного соединения в вакууме.  

Различают также сварки:  

по  виду используемого источника энергии:

дуговая, газовая, электронно-лучевая и др. 

по  способу защиты материала:

под флюсом, в защитных газах, вакууме и др.;  

по  степени механизации:

ручная, полуавтоматическая и автоматическая. 

Выбор того или иного  способа сварки зависит от физико-химических свойств свариваемых материалов, условий ее проведения, толщины соединяемых деталей и конструкции соединений. 

Достоинства сварных соединений: 

1. Экономия материала  (Сварные конструкции в среднем легче клепанных на 20-25%)

2. Плотность и непроницаемость  соединений

3. Возможность соединения деталей любых криволинейных профилей произвольной 
   толщины

4. Трудоемкость сварного  соединения значительно меньше  заклепочного

5. Бесшумность технологического  процесса сварки и возможность  ее автоматизации  

Недостатки сварных соединений: 

1. Сложность проверки качества шва (только визуально)

2. Возможность нарушения  физико-химических свойств соединяемых деталей в зоне 
    сварки

3. Наличие внутренних "напряжений" в зоне сварки, что снижает прочность соединения 
 

                        2.3 Клеевые соединения 

Клеевое соединение - неразъёмное соединение деталей машин или строительных конструкций, осуществляемое с помощью клея. Клеевое соединение позволяет скреплять различные, в том числе и разнородные материалы, обеспечивая равномерное распределение напряжений.

     Клеевое соединение используют при изготовлении изделий из

стали, алюминия, латуни, текстолита, стекла, фанеры, древесины,

ткани, пластмассы, резины и др. материалов, которые можно соединять

в различных сочетаниях.  

Чаще всего с  помощью клея выполняют соединения, работающие на сдвиг или равномерный отрыв. Такие соединения для стальных изделий обеспечивают предел прочности на сдвиг 20-35 Мн/м2 (200-350 кг/см2), а в ряде случаев значительно выше.

Прочность клеёного шва  пластмасс обычно превышает прочность самого материала. Недостатками клеевых соединений являются их меньшая долговечность, по сравнению со сварными и заклёпочными соединениями (особенно при резких колебаниях температуры), и низкая прочность на односторонний неравномерный отрыв. В этих случаях хорошие результаты даёт применение комбинированных соединений - клеезаклёпочных и клеесварных. 

Достоинства клеевых соединений: 

1. Коррозионная и бензомаслостойкость

2. Уменьшение массы конструкции по сравнению с другими видами неразъемных 
    соединений

3. Невысокая концентрация напряжений в месте соединения

4. Возможность соединения практически любых конструкционных материалов

5. Возможность соединения деталей практически любой толщины

6. Герметичность и достаточная надежность соединения

7. Высокая усталостная прочность

8. Значительно меньшие, чем при сварке и клепке, трудовые затраты на единицу 
    продукции

 

Недостатки сварных соединений: 

1. "Старение", т.е. снижение прочности соединения с течением времени (некоторые клеи 
    обладают устойчивостью против старения)

2. Низкая теплостойкость

3. Невысокое сопротивление  растяжению и сдвигу, особенно  в случае неравномерного 
    отрыва

4. Необходимость тщательной  зачистки и пригонки склеиваемых  поверхностей 

         

                2.4  Соединения деталей посадкой с натягом

       Соединение двух деталей по круговой цилиндрической поверхности можно осуществить непосредственно без применения болтов, шпонок и др. Для этого достаточно при изготовлении деталей обеспечить натяг посадки, а при сборке запрессовать одну деталь в другую.