Соединение валов подвижными втулками

К ним относятся соединения с соосными контактными поверхностями деталей для передачи крутящего момента.

Под втулкой понимают зубчатые колёса, полумуфты и т.п.

К шпоночнымотносятся соединения деталей с валами с помощью шпонок, устанавливаемых в пазах втулки и вала и передающих вращающий момент. Соединения с сегментными и призматическими шпонками показаны на рис.16. Сквозные пазы во втулке выполняются протягиванием, а глухие – долблением. Пазы на валу фрезеруются для призматических шпонок пальцевой фрезой, а для сегментных – дисковой. С помощью шпонки втулка фиксируется на валу в окружном направлении. Втулку устанавливают по посадке с натягом или по переходной посадке и фиксируют по оси упором в бурт вала и поджатием гайкой, или установочным винтом.

Призматические шпонки могут также применяться в качестве направляющих в подвижных соединениях.

Проверку прочности ведут по напряжениям смятия

где Т — вращающий момент; — площадь смятия (для призматической шпонки l h/2, для сегментной l(h-t)).

На рис.17 показано соединение цилиндрическими шпонками, в котором достигается более равномерное распределение нагрузки в сочетании с малым ослаблением сечения вала. Штифт ставится в отверстие с натягом. Отверстия сверлятся и развёртываются в сборе. Для осевой фиксации втулки на валу применяют несколько винтов, равномерно расположенных по окружности центрирования. Резьбовые отверстия также выполняются в сборе. При расчёте .

Шлицевые соединенияобразуются выступами на валу, входящими в пазы соединяемой детали. Они применяются в подвижных и неподвижных соединениях для передачи Т. Они имеют более высокую несущую способность за счёт большей площади рабочих поверхностей и повышенную усталостную прочность из-за меньшей глубины пазов.

По форме профиля зубьев различают прямобочные, эвольвентные и треугольные соединения, что показано на рис.18. Центрирование прямобочных соединений может быть по наружному или внутреннему диаметру, а также по боковым граням. В первом случае достигается лучшая соосность деталей, а в последнем — более равномерное распределение нагрузки.

Соединения с эвольвентными шлицами стандартизованы.

В них наиболее распространено центрирование по боковым сторонам. По сравнению с прямобочными, они имеют увеличенную несущую способность из-за большего числа зубьев и повышенную прочность за счёт увеличенного радиуса скругления у корня зуба.

Шлицы с треугольным профилем применяются в тонкостенных втулках и для замены посадок с натягом.

Шлицевые соединения кроме вращающего момента могут воспринимать изгибающие моменты и радиальную нагрузку.

Поэтому их расчёт ведут по критериям износостойкости и смятия: , где среднее давление на рабочих поверхностях . Здесь d_m-средний диаметр соединения; z-число зубьев; k-коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями.

Профильные соединенияпоказаны на рис.19. В них крутящий момент передаётся лысками, или гранями.

Условие прочности по напряжениям смятия

где z-число граней; b-ширина лыски (грани); l-длина соединения.

Осевая фиксация осуществляется установочным винтом, или затяжкой винтами (гайкой) с упором в бурт вала.

Штифтовые соединенияслужат для соединения втулки и вала с помощью цилиндрических и конических штифтов.

Отверстие под штифт выполняется в сборе, детали при этом предварительно фиксируются установочным винтом. Штифты ставятся в отверстия с натягом. Для гарантии от невыпадения цилиндрического штифта при вибрациях выходы отверстия закерниваются, или засверленные отверстия в штифте расклёпываются (см. рис.20). У выходящего конца конического штифта с прорезью отгибаются лапки.

Отверстие под штифт снижает момент сопротивления вала изгибу и кручению и увеличивает концентрацию напряжений примерно в 2 раза.

При нагружении соединения на поверхности вала в сечении штифта возникают напряжения среза, а на его боковых поверхностях (во втулке) – напряжения смятия.

Условие прочности на срез можно записать так

где d_в, — диаметры вала и штифта.

Из условия прочности по напряжениям смятия находят минимальный наружный диаметр втулки

В соединениях с натягоммомент и осевая нагрузка передаются за счёт сил трения. Вследствие упругой деформации деталей в сопряжении возникает контактное давление р. Поэтому натяг N фиксирует детали в окружном и осевом направлении. Условие сопротивления сдвигу соединения имеет вид рπdlfn>F, где n=0,5 коэффициент запаса сцепления. Сдвигающее усилие может быть осевым и тангенциальным, то есть

d-диаметр соединения; d₁-диаметр отверстия вала; d₂-наружный диаметр втулки; E_j,μ_j-модули упругости и коэффициенты Пуассона материалов вала j=1 и втулки j=2.

При изготовлении натяг имеет определённый разброс.

Поэтому величину давления р вычисляют по N_min. Значение натяга N_max ограничивают условием отсутствия во втулке пластической деформации

Для снижения концентрации контактной нагрузки на кромках соединения используют различные конструктивные и технологические мероприятия.

Клеммовое соединениепоказано на рис.21. При затяжке болтов клемма подвергается изгибу и плотно охватывает вал. На поверхности контакта возникает давление р. Условие прочности соединения определяется из уравнения равновесия полуклеммы. Отсюда, величина усилия затяжки равна

Читайте также: Допуски отверстий для валов

где z-число болтов; f-коэффициент трения.

На рис.22 представлено соединение с коническими стяжными кольцами, где моменты и осевые нагрузки передаются силами трения на поверхности контакта вала 5 и ступицы 4. При затяжке гайки 1 пружинные конические кольца 2 и 3 надвигаются друг на друга. Наружные кольца 2 растягиваются и плотно прижимаются к ступице, а внутренние – сжимаются и прижимаются к валу. Давление р на контакте определяет несущую способность соединения.

Видео:Муфты для соединения валов (МУВП)Скачать

Привет студент

Соединения вал-втулка

К соединениям вал—втулка относятся соединения с соосными охватываемой и охватывающей поверхностями, предназначенные для передачи вращающего момента. Термин «вал» следует относить как к валам, так и к осям, и к другим деталям с охватываемой поверхностью. В качестве втулки могут быть зубчатые колеса, установленные на вал, полумуфты, шкивы, звездочки.

Шпоночные соединения

Шпоночные соединения служат для соединения деталей с валами с помощью шпонок, устанавливаемых в пазах детали и вала и передающих вращающий момент.

Соединения широко распространены благодаря простоте конструкции и низкой стоимости. Недостатки их заключаются в ослаблении вала шпоночным пазом и в снижении усталостной прочности вала из-за концентрации напряжений. На полых валах применять шпонки не рекомендуется.

Чаще всего применяются шпоночные соединения с использованием призматических и сегментных шпонок.

Для призматических шпонок в определенных интервалах диаметров валов стандартизированы размеры сечения шпонки (ширина b, высота h, фаска с или радиус закругления r) и размеры пазов (глубина паза вала t и втулки t1 и радиус закругления r). Длина шпонки выбирается из стандарта.

Для сегментных шпонок в определенных интервалах диаметров валов стандартизированы размеры шпонки (ширина b, высота h, диаметр dIII, фаска с) и размеры пазов (глубина паза вала t и втулки и радиус закругления г).

Сквозные пазы под шпонку во втулке выполняются протягиванием, а глухие пазы — долблением. Пазы на валу фрезеруются: для призматической шпонки — пальцевой фрезой, а для сегментной шпонки — дисковой фрезой. Во избежание пригонки торцов призматической шпонки длина паза l’ делается больше длины шпонки l. Пазы не рекомендуется доводить до ступенек вала, так как их врезание в ступеньку увеличивает концентрацию напряжений.

Соединение сегментной шпонкой технологичнее, чем призматической, но глубина паза на валу больше, что сильно ослабляет вал. Малая длина шпонки ограничивает несущую способность, поэтому сегментные шпонки применяются для передачи малых вращающих моментов.

Шпонка выполняется отклонением ширины h9 и ставится в паз вала с натягом, а в паз втулки — с зазором. Соответственно рекомендуются посадки в системе вала Р9/h9 и J_s9/h9 для призматической шпонки, N9/h9 и J_s9/h9 для сегментной. Призматические шпонки могут применяться в качестве направляющих в подвижных шпоночных соединениях. В этом случае рекомендуется посадка в паз втулки Н9/h9.

Втулка устанавливается на валу по переходной посадке Н7/k6 или по посадке с натягом при циклическом нагружении, а в осевом направлении фиксируется буртиком вала, гайкой, упором в торец, установочным винтом или другими способами.

С помощью шпонки втулка фиксируется на валу в окружном направлении. Под действием вращающего момента в шпонке возникают напряжения смятия, среза и изгиба. Но в шпонках стандартного сечения напряжения среза и изгиба малы, поэтому проверку прочности шпоночного соединения ведут только по напряжениям смятия:

где F_CM — результирующая сила, действующая на боковую грань шпонки, F_CM * T/(0, 5d); А_см — площадь смятия боковой грани, А_см = l_ph/2 — для призматической шпонки, А_см = l(h — t) — для сегментной; Т — расчетный вращающий момент; [а_см] — допускаемое напряжение смятия.

Для неподвижных шпоночных соединений допускаемое напряжение смятия для разных нагрузок рекомендуется следующее: при статической — [a_см = 0, 8a_т, при пульсирующей — [aт_см] = 0, 55а_т, при знакопеременной — [а_см] = 0, 4а_т. Значение а_т принимается для наименее прочного материала деталей соединения (шпонки, вала или втулки). В соединениях ЛA применяются шпонки из чистотянутой стали 45 или из стали 30ХГСА.

Длина сопряжения втулки с валом L обычно принимается равной (1. 1, 2)d. Применение осевой затяжки соединения с базированием по торцам втулки позволяет уменьшить ее до величины менее 0, 8d.

Если прочность соединения недостаточна, ее можно повысить применением шпонки большего стандартного сечения (при достаточной прочности вала) или увеличением длины призматической шпонки. Установка двух шпонок по окружности центрирования нежелательна, так как мало увеличивает прочность соединения из-за неравномерности распределения нагрузки между шпонками, но снижает прочность вала.

Читайте также: Культурный слой в границах города москвы камер коллежского вала

Кроме соединений призматическими и сегментными шпонками применяются соединения цилиндрическими шпонками, в которых используются стандартные цилиндрические штифты с d_III У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Видео:Соединение двух валов в приспособленииСкачать

Муфта для соединения валов

Для соединения отдельных элементов устройства применяются специальные механизмы. В последнее время распространены именно соединительные муфты. Они могут обладать самыми различными свойствами, классификация проводится по области применения и другим критериям. Неправильный выбор муфты приводит к повышенному износу конструкции.

Видео:Установка зажимной муфтыСкачать

Как соединить валы механизмов?

Для передачи осевого вращения применяются валы, на котором могут крепится различные шестерни и звездочки. Соединение проводится при применении различных методов, к примеру, используются муфты для соединения валов. К их особенностям относятся нижеприведенные моменты:

1. Есть возможность выполнять демонтаж.
2. Существенно упрощается сбор и производство конечного изделия.
3. Многие типы изделий позволяют компенсировать различного рода смещения, которые могут возникать при работе устройства.
4. Устройство может выдерживать существенную нагрузку.

Сегодня детали соединяются между собой при применении технологи сварки крайне редко. Это связано с тем, что вибрация и другое воздействие может стать причиной появления трещин и других дефектов.

Неправильная фиксация может привести к поломке устройства. Изделие выбирается в зависимости от эксплуатационных условий. К примеру, валы могут смещаться в самых различных направлениях.

Видео:Видео обзор промышленных муфт. Соединительная муфта для валовСкачать

Самодельная соединительная муфта

Для существенного снижения затрат рассматривается возможность использования самодельной конструкции. Среди особенностей выделим следующие моменты:

1. Для создания самодельной конструкции требуется звездочка, которая может быть снята с коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.
2. Передача вращения осуществляется при помощи цепи. За счет применения стали при изготовлении этого изделия существенно повышается прочность.
3. Подключение осуществляется за счет двух полумуфт. При этом звездочка должна распиливаться пополам. На каждую полумуфту будет навариваться обрезанная часть звездочки.
4. Крепление полумуфты осуществляется при помощи болтов. Однако, подобный способ соединения не рекомендуется в случае, если оказываемая нагрузка существенная. Фиксация разъемных элементов обеспечвается за счет шпонки при передаче большого усилия.

Приведенная выше информация указывает на то, что подобное изделие может быть изготовлена при применении подручных материалов. При этом полученное устройство устанавливается для передачи высокого крутящего момента.

Видео:МуфтыСкачать

Классификация муфт

Выделяют много различных подобных изделий, при помощи которых проводится передача вращения. Классификация по предназначению выглядит следующим образом:

1. Постоянные или соединительные.
2. Сцепные и управляемые.

Приводные модели устанавливаются в самых различных конструкциях. Ни требуются для непосредственной передачи усилия.

Изделия соединительные для валов применяются для постоянной передачи вращения. Делятся они на несколько основных групп:

1. Жесткие.
2. Глухие.
3. Соединительные.
4. Подвижные или гибкие.

Самым простым вариантом исполнения можно назвать глухие муфты. При изготовлении втулок и других элементов могут применяться самые различные материалы, большая часть которых характеризуется высокой степенью защиты от воздействия окружающей среды.

Довольно большое распространение получили конусные переходные муфты, так как они просты в изготовлении и могут прослужить в течение длительного периода. Могут устанавливаться и шлицевые варианты исполнения, которые могут передавать большое усилие в случае эксплуатации.

Классификация гибких вариантов исполнения также проводится по большому количеству различных признаков. Большое распространение получили следующие:

1. Расширительные. Они характеризуются тем, что могут компенсировать осевое смещение деталей относительно друг друга.
2. Крестовые. Подобные механизмы устанавливаются в случае, когда есть вероятность радиального смещения.
3. Мембранные и поводковые, которые рассчитаны на радиальное и осевое смещение. Поводковые имеют специальный элемент, который обеспечивает фиксацию положения обоих элементов.

Выбор наиболее подходящего соединительного элемента проводится по диаметральным размерам. Полумуфты компенсируют смещение оси, однако для повышения показателя КПД проводится добавление масла. В большинстве случаев при изготовлении применяется сталь, которая характеризуется повышенной устойчивостью к износу. При необходимости защиты механизма от воздействия электричества применяются специальные материалы, обладающие определенными свойствами.

Не стоит забывать о том, что крестовые изделия характеризуются существенным недостатком – увеличение мертвого хода из-за сильного износа выступов.

В некоторых случаях применяется поводковый вариант исполнения, который также характеризуется определенными достоинствами и недостатками.

Видео:Зажимные втулкиСкачать

Жесткое соединение валов

Применяется довольно большое количество различных способов соединения валов, все они характеризуются определенными качествами. Жесткий метод подключения используется тогда, когда соединение проводится с учетом отсутствия вероятности смещения узлов относительно друг друга на момент эксплуатации. Классический способ соединения характеризуется следующими особенностями:

1. В большинстве случаев соединение проводится при помощи фланцев, которые являются частью различных механизмов. Также проводится монтаж жестких муфт, их насаживание проводится методом прессования.
2. Довольно большое распространение получил одноопорный вариант исполнения вала. В этом случае в качестве второй опоры применяется само соединение.
3. Также для фиксации могут применяться болты. При этом они должны плотно входить в отверстие, так как в противном случае могут возникнуть серьезные проблемы.
4. В рассматриваемом случае часто применяется зубчатая или поперечно-свернутая муфта.

Читайте также: Конструкция крестовин карданных валов

Поперечно-свернутый вариант исполнения применяется для соединения различных деталей, которые устанавливаются в электрических машинах и других различных агрегатах. Подобная конструкция состоит з следующих элементов:

1. Две полумуфты. Они насаживаются на концы валов, которые соединяются в одну систему.
2. Обе части рассматриваемой конструкции имеют центрирующие выступы и специальную выточку, соединение обеспечивается за счет прочных болтов.
3. Предохранительные муфты не могут проворачиваться за счет специального шпоночного отверстия.
4. Осевое смещение исключается за счет стопорных винтов, которые вворачиваются на торцах.

Более сложным вариантом исполнения можно назвать зубчатую муфту, которая также состоит из двух отдельных частей. Внешняя поверхность представлена зубьями, которые входят в зацепление для обеспечения надежного соединения. Осевое смещение исключается за счет применения болтов.

Видео:Жесткие соединительные муфты для зажима валовСкачать

Полужесткое соединение валов

Определенными особенностями характеризуется полужесткий тип соединения. Примером можно назвать случай соединения вала турбогенератора с паровой турбиной. В большинстве случаев на вал электродвигателя надевается полужесткая зубчато-пружинная муфта.

Рассматриваемый вариант исполнения соединительного элемента характеризуется следующими особенностями:

1. Конструкция состоит из двух полумуфт, которые фиксируются на обоих деталях. Подобным образом проводится монтаж устройства.
2. Фиксация одного элемента относительно другого проводится за счет упругой волнообразной ленточной пружины, который зачастую называется компенсатором.

Для обеспечения требуемого уровня защиты используется кожух, который изготавливается из самых различных материалов, устойчивых к воздействию окружающей среды. Несущественное изменение положения двух соединяемых элементов компенсируется за счет специального элемента.

Видео:Шарнирное соединение вала за 5 минут.Скачать

Эластичное соединение валов

На момент эксплуатации устройства есть вероятность смещения двух элементов относительно друг друга. Решить подобную проблему можно за счет применения специальных элементов. Эластичные устройства могут устанавливаться в самых различных случаях, они характеризуются следующими особенностями:

1. Установка возможна в случае бокового или углового смещения валов в месте сопряжения.
2. Довольно большое распространение получили втулочно-пальцевые детали.

Классическое устройство представлено двумя полумуфтами, которые соединяются за счет специальных пальцев-болтов.

На поверхность надеваются специальные кожаные шайбы и манжеты, фиксация которых проводится за счет резиновых манжет.

Видео:Обслуживание кардана . Восстановление шлицевого соединения нанесением МС 2000 .Скачать

Монтаж фрикционной муфты на быстроходный вал

При необходимости провести монтаж фрикционной муфты можно самостоятельно при наличии небольшого комплекта инструмента. Для получения качественного результата нужно соблюдать распространенные рекомендации:

1. Перед началом проведения работы следует удостовериться, что конструкция не имеет существенных дефектов. Даже незначительные дефекты становятся причиной снижения прочности соединения.
2. Довольно большое распространение получили упругие муфты. Их особенность заключается в наличии специального элемента, за счет которого происходит компенсация смещений. На момент монтажа нужно быть осторожным, так как слишком большое усилие может стать причиной повреждения активного элемента. Это же следует учитывать, когда устанавливаются предохранительные муфты.
3. В большинстве случаев фиксация проводится за счет запресовывания механизма. Исключить вероятность прокручивания устройства можно за счет применения шпонки.

На момент установки не рекомендуется применять кустарный метод фиксации, так как это может стать причиной повреждения конструкции. Примером можно назвать изменение формы и появление вмятин, трещин, снижение прочности и многие другие моменты.

Видео:Муфта упругая втулочно-пальцевая МУВПСкачать

Монтаж фрикционных и шариковых предохранительных муфт на тихоходный вал

Предохранительные устройства позволяют исключить вероятность повреждения основных элементов в случае перегрузки. В этом случае процесс монтажа практически ничем не отличается:

1. Фиксация проводится за счет шпонки. Подобный способ характеризуется весьма высокой надежностью.
2. Насадка полумуфт выполняется в натяг. Это исключает вероятность появления люфта и других проблем.
3. При насадке нельзя прикладывать большое усилие, так как может возникнуть серьезный дефект.

В продаже встречаются специальные инструменты, которые существенно упрощают работу по монтажу.

Видео:Как правильно установить эластичную муфтуСкачать

Монтаж фрикцонных муфт на тихоходный вал выходного редуктора

Часто установка изделия проводится на редуктор для его соединения с электрическим двигателем. Это можно связать с тем, что редуктор может заклинивать, это приводит к перегреву двигателя. Фрикционная муфта исключает вероятность возникновения подобной проблемы. Среди особенностей монтажа отметим:

1. Нельзя прикладывать ударную нагрузку, так как она может повредить само изделие.
2. Для упрощения захода обоймы может применяться смазка.
3. Нарушение правил монтажа может стать причиной повреждения основной части.

Самостоятельный монтаж должен проводиться исключительно с учетом рекомендаций, так как даже несущественный дефект становится причиной уменьшения эксплуатационного срока.

В продаже встречается просто огромное количество различных деталей, за счет чего не возникает существенных проблем при выборе. Основными критериями можно назвать тип применяемого материала при изготовлении, а также диаметральный размер. При выборе уделяется внимание тому, каким образом может проходить смещение соединяемых элементов.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала
  • Правообладателям
  • Политика конфиденциальности

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/soedinenie-valov-podvizhnymi-vtulkami

  💡 Видео

  Основы центровки валовСкачать

  

  Соединение приводных валов от Нивоводца.Скачать

  

  Коническая быстрозажимная втулка, муфта. Quick-sleeve.Скачать

  

  Шлицевые соединения. Что это такое?Скачать

  

  Самодельное мягкое соединение на валСкачать

  

  Муфта для соединения валов . Часть2, финальная ))Скачать

  

  Кольца МУВП, втулки МУВП из полиуретана.Скачать

  

  3 способа установки комплектующих на вал электродвигателя или оборудовагияСкачать

  

  Лепестковые муфтыСкачать