Шпонкови, шлицеви и пресови съединения. Изчисляване и избиране по каталог при статично натоварване

Учебен материал по машинознание, представляващ третата част от лекционен курс – записки на лекциите на проф. дтн Михаил Милков, обработени от доц. дтн Надежда Йончева. Изложението обхваща двадесет и шест страници и разглежда основните градивни елементи на машините, повечето от които се изработват серийно по международни стандарти. Първият раздел е посветен на еластичните елементи. Изяснено е тяхното предназначение чрез разграничаване на измервателните, силовите, вибрационните и кинематичните елементи, представени са видовете пружини – винтови, плоски и обемни, и са изведени зависимостите за напреженията и деформациите заедно с характеристиката на пружината. Вторият раздел обхваща неразглобяемите съединения. Разгледани са нитовите съединения с видовете глави и изчислителните им зависимости, пресовите съединения, заваряването и запояването в различните им разновидности, както и залепването. Третият раздел е посветен на винтовите съединения. Проследени са винтовата линия и видовете резби, параметрите на винта и гайката, геометричните и силовите съотношения при затягане, както и средствата срещу саморазвиване. Четвъртият и петият раздел разглеждат лагерите. При плъзгащите са изведени триещият момент, машинните и прецизните лагери, работата на масления клин и особеностите на лагерите на центри и с остри шийки. При търкалящите са представени триещият момент, съставните елементи, класификацията по вид на телата и по посока на натоварването, както и подбирането по каталог с отчитане на съответните коефициенти. Последните раздели обхващат зъбните колела и зъбните механизми: основната теорема на зацепването, еволвентното зацепване и неговите свойства, параметрите на зъбното колело, обикновените зъбни механизми с външно и вътрешно зацепване, конусните и червячните предавки, многостъпалните редуктори и епицикличните механизми с формулата на Вилис. Изложението съдържа четиридесет и четири фигури с кинематични схеми, разрези и разчетни чертежи, както и четиридесет и пет номерирани формули. На преподавателите материалът дава готова основа за лекции и упражнения, а на студентите от техническите специалности – опора при решаване на задачи, при подготовка за контролни работи и при преговор преди изпит.

1. Центробежни съединители. Центробежните съединители са предназначени за автоматично включване или изключване на задвижвания вал при достигане от водещият на определена честота на въртене. Типичен пример за приложение на центробежни съединители е за облекчаване на пусковите режими на електродвигатели-задвижване на натоварения вал след развъртане на електродвигателя. 2. Предпазни съединители. Предпазните съединители разединяват валовете при нарастване на въртящият момент над допустима стойност и предпазват машините от силово претоварване.Предпазните съединители могат да бъдат с разрушаващ се елемент, пружинно- палцови или фрикционни. 3. Съединители със свободен ход.

Схема, която представя проводниковите материали едновременно по два независими признака и позволява темата да се обхване наведнъж, вместо да се учи на части. Лявата половина класифицира материалите според свойствата им, като за основа е взета стойността на специфичното съпротивление. Обособени са две групи. Първата е разгърната надолу с конкретни представители, включително отделно посочени благородни метали с химичните им означения. Втората е дадена обобщено, тъй като продължението ѝ се съдържа в другата половина на схемата. Дясната половина е значително по-обширна и подрежда материалите според приложението им в шест направления. Първото е представено с кратко определение вместо със списък. При второто са изброени три материала, като за всеки от тях е даден точният процентен състав на сплавта. Третото направление е разклонено на две подгрупи според температурата на топене, с посочена гранична стойност. При едната са показани два вида, единият от които е допълнително уточнен с компонентите си, а при другата са посочени двете основни системи сплави. Четвъртото направление е обяснено чрез изискването към материала и е илюстрирано с химичните означения на няколко метала. Петото е представено с една сплав, дадена и с общоприетото ѝ наименование. Шестото направление е най-подробно: изброени са шест позиции, като при пет от тях е посочен процентният състав, а при последната – трите чисти метала, използвани за същата цел. Схемата е чертана прегледно, с рамки за групите и стрелки за връзките, и е с разделителна способност, подходяща за разпечатване и за презентация. Материалът е подходящ за подготовка за изпит или за колоквиум по електротехнически материали и материалознание, за упражнение, за наваксване на пропусната лекция и за бърза справка по време на решаване на задачи. Най-полезното при него е двойната класификация. Един и същ материал може да бъде разгледан и по физичен признак, и по предназначение, а схемата показва как двата подхода се допълват – лявата част обяснява защо, дясната показва къде. Ценно е и присъствието на процентните състави. Те превръщат схемата от обща класификация в работен справочник: съставът на всяка от изброените сплави е даден направо, без да се търси в таблици. Полезно е и посочването на граничната температура при едно от направленията. Тя е признакът, по който се прави разделението, и запомнянето ѝ решава голяма част от въпросите по тази подтема. Схемата може да служи и като план за устен отговор – достатъчно е двете половини да се проследят последователно, за да се получи пълно изложение с примери и конкретни данни.

1. Общи сведения.                Пружините са машинни елементи, които работят благодарение на това, че позволяват големи еластични деформации. Намират широко приложение в практиката за реализиране на следните функции:                - Акумулиране и отдаване на механична енергия в часовникови механизми, електрически прекъсвачи, стъпални регулатори на напрежение и др.                - Създаване на постоянни зададени сили във фрикционни предавки, триещи съединители, уравновесяване на тегловни сили.                - Силово затваряне на контурни кинематични двоици.                - Възприемане енергията на удари-автомобилни амортисьори,   железопътни буфери.                - Виброизолация в технологични машини.                - Измерване на различни величини-измервателни уреди.

1. Общи сведения. Предаването на въртящият момент при триещите съединители се осъществява чрез сили на триене, създавани от сили на натиск в контактните повърхности на фрикционните елементи. Чрез изменение на натисковите сили може да се регулира предаваният въртящ момент. Затова триещите съединители обезпечават плавно включване на водимите части при всякаква разлика в ъгловите скорости. Те играят роля на предпазно звено в задвижването поради възможността за приплъзване при нарастване на въртящият момент над определена стойност. Към материалите за фрикционните повърхнини се предявяват специални изисквания: голям и постоянен коефициент на триене, износоустойчивост и устойчивост на високи температури, топлопроводимост и механична якост.

Червячните предавки са темата, на която подготовката обикновено засяда. Формулите са много, означенията се преплитат помежду си, а в учебника всичко е разпръснато на десетина страници. Тук целият въпрос е събран на едно място и подреден точно така, както се отговаря на изпит. Материалът е разработен изпитен въпрос по машинни елементи и обхваща червячните предавки: геометрия, кинематика, сили в зацепването и якостни пресмятания. Устроен е в три части, които следват естествения ред на решаване на задача — от кинематиката през размерите до силите и якостта. Първата извежда предавателното отношение, и то не наготово, а с обяснение откъде точно идва. Показано е равенството, от което всичко тръгва, и стъпките до крайния израз. Така формулата престава да бъде за наизустяване. Втората е най-обхватната и дава всички геометрични размери: делителният диаметър на червяка, диаметрите на върховата и петовата окръжност, най-големият диаметър на колелото, междуосевото разстояние. Всяка зависимост е на мястото си, а не разхвърляна из текста. Тук е и въпросът за самозадържането — кога предавката предава движение само в едната посока и кога и в двете. Условието е дадено изрично, заедно с величината, от която зависи. Това е едно от местата, където изпитващите най-често задават допълнителен въпрос. Третата част дава компонентите на силата в зацепването, връзката между въртящите моменти и мястото на коефициента на полезно действие. Компонентите са свързани с фигурите, така че се вижда не само колко са, а и накъде действат. При якостното изчисляване е направено важно уточнение, което рядко се среща: че общоприета методика не съществува. После е дадена зависимостта, използвана за проверочно изчисляване, изчислителната широчина на колелото и накрая изразът за проектно изчисляване, с приетата стойност. Материалът съдържа и две фигури с означения, към които текстът препраща на съответните места. Не е нужно да търсите чертеж в друг източник или да се опитвате да си представите разположението наум. Завършва с кратък списък на предимствата и недостатъците — три предимства и четири недостатъка, изброени ясно. Точно това е частта, която върши работа при устен изпит, когато трябва да покажете, че разбирате къде се използва предавката и защо. Езикът е сбит и професионален, без излишни обяснения и без разводняване. Всяка величина, която се появява във формула, е обяснена какво означава, веднага след като бъде въведена. Какво получавате като преподавател: готов конспектен отговор, годен за раздаване или за опора при водене на упражнение. Трите части могат да се използват и поотделно. Какво получавате като студент: целият въпрос, подреден и завършен. Няма да сглобявате отговора от записки, учебник и чужди тетрадки. Няма да се чудите коя формула за какво служи и в какъв ред се прилагат. Подготовката за изпит по машинни елементи отнема седмици. Този материал спестява от тях един цял въпрос — а червячните предавки са от онези, които се падат често и на които се пропада най-лесно.