Temat: Charakterystyka połączeń kołkowych, sworzniowych i klinowych.

1. Połączenia kołkowe.

Kołki są to elementy w
kształcie walca lub
stożka o dość dużej
długości w stosunku do
ich średnicy
(2d ≤ l ≤ 20d)

2. Rozróżniamy kołki:

a) Walcowe (PN-89/M-

85021)

b) Stożkowe (PN-89/M-

85020)

c) Stożkowe z czopem

gwintowanym (PN-
89/M-85022)

d) Z gwintem

wewnętrznym (PN-
89/M-85019)

e) Karbowane (PN-89/M-85021)
f) Sprężyste (PN-89/M-85023)

3. W zależności od przeznaczenia rozróżniamy kołki:

- złączne (przenoszą siły tnące, działają prostopadle do osi kołka)
- ustalające (zapewnienie dokładnego położenia współpracujących elementów)
- zabezpieczające (chronią element przed przeciążeniem i są ścinane)

4. Charakterystyka kołków.

a) Kołki walcowe i stożkowe.

- stosowane jako złączne i

ustalające, wtłaczane z
wciskiem (M8/h7 , P7/h6)

- połączenie kosztowne (wysoka

klasa dokładności, kołki – szlif.,
otwory- rozwiercane)

- do połączeń wielokrotnie

rozłączanych (stożkowe lub z
czopem gwintowanym)

b) Karbowe

- mają trzy karby, tworząc

sprężyste zgrubienie co
zapewnia zacisk w otworze

- stosowane przy niewielkich

dokładności wzajemnego
ustawienia części łączonych

c) Sprężyste

- zwijane z taśmy ze stali

sprężynowej

- stosowane przy przenoszeniu

obciążeń udarowych

5. Rodzaje połączeń kołkowych.

Rys. 5.8 i 5.9

a) spoczynkowe

1) wzdłużne 2) promieniowe 3) styczne

b) ruchowe

1) suwliwe 2) wahliwe

3) obrotowe

6. Obliczenia połączeń kołkowych

a) dla ścinanego kołka

F

t

=2M

o

/d

w

t

w

t

k

n

d

F

≤

=

2

4

π

τ

b) dla nacisków powierzchniowych

w otworze wałka
F

w

=3M

o

/2d

w

o

w

w

k

d

d

F

p

≤

=

4

M

o

– moment obrotowy

d

w

– średnica wałka

τ – naprężenie ścinające kołek
n – liczba przekrojów ścinanych w kołku
k

t

– naprężenie dopuszczalne na ścinanie dla

materiału kołka
d – średnica kołka
d

p

– średnica zewnętrzna tulei

k

o

– dopuszczalne naciski powierzchniowe dla

słabszego materiału połączenia dobierane z
tablic

c) dla nacisków powierzchniowych w otworach tulei

F

p

=4M

o

/d

w

+ d

p

o

w

p

p

k

d

d

d

F

p

≤

−

=

)

(

d) w połączeniach kołkowych wzdłużnych

o

o

k

l

d

F

p

≤

=

F=2M

o

/d

w

e) w połączeniach kołkowych promieniowych

(

)

o

w

p

w

k

d

d

d

F

p

≤

−

=

F=2M

o

/d

w

7. Połączenia sworzniowe.

Są to grube kołki walcowe, zabezpieczone przed wysunięciem z łączonych części. Służą one do budowy
przegubów, wykonywane są jako gładkie, z łbami, z noskiem lub z czopem gwintowanym. (PN-90/M-
83001, 83002, 83009, 83007)

(

rys. 3.55

)

a) Zabezpieczenia (sworzni

przed wysunięciem) (

Rys.

5.11)

- z jednej strony za pomocą

łbów

- z drugiej – podkładek i

kołków, zawleczek,
pierścieni osadczych,
sprężynujących

b) rodzaje połączeń

1) spoczynkowe (sworznie

pasowane ciasno)
- do łączenia blach, pasów

2) ruchowe (pasowane w

jednej części ciasno a w
drugiej luźno)
- wahliwe
- przegubowe
ƒ zastosowanie: do

łączenia tłoków z
korbowodami w
silnikach i pompach,
ogniw w łańcuchach

8. Obliczenia połączeń sworzniowych.

t

k

d

F

≤

=

2

2

π

τ

z tego warunku obliczamy średnicę sworznia: d

t

k

F

π

2

≥

- moment zginający sworzeń obliczamy:

M

g

=

8

8

)

2

(

2

1

l

F

l

l

F

=

+

a naprężenie zginające w sworzniu

g

x

g

g

k

W

M

≤

=

σ

- wskaźnik wytrzymałości sworznia na zginanie (pełnego) W

x

= 0,1 d

3

;

- wskaźnik wytrzymałości sworznia na zginanie (drążonego)W

x

= 0,1

d

d

d

o

4

4

−

- naciski powierzchniowe (p

u

- piasta ucha, p

w

- piasta widełek)

o

u

k

l

d

F

p

≤

=

1

o

w

k

l

d

F

p

≤

=

2

2

(wg. rys. 3.57 str. 159 PKM cz. 2)

9. Charakterystyka połączeń klinowych.

- połączenia klinowe należą do połączeń pośrednich,

rozłącznych, w którym jest klin.

- powierzchnie robocze są płaskie lub walcowe

10. Rodzaje klinów.

(

rys. 5.13

)

a) Jednostronne wg PN-78/M-02042

(pochylenie S= (H-h)/l = tg β )

b) Dwustronne (symetryczne i niesymetryczne) (pochylenie C= (H-h)/L =2 tg α/2 )

11. Rodzaje połączeń klinowych.

a) Poprzeczne (oś klina jest prostopadła do osi części łączonych)
b) Wzdłużne (osie równoległe)
c) Nastawcze (regulacja wzajemnego położenia części

głównych połączenia)

12. Połączenia klinowe poprzeczne. (r

ys. obok)

- połączenie jest samohamowne w przypadku gdy siła F

stanowi obciążenie statyczne

- przy obciążeniach wahadłowych siła F zmienia zwrot i

może nastąpić wysunięcie klina

- dla uniknięcia luzowania stosuje się połączenia z

napięciem wstępnym (1.na czole czopa, 2.na kołnierzu,
3.na stożku)

- wady (osłabienie części łączonych, nierównomierny

rozkład naprężeń, stosowanie dużych sił przy wbijaniu, duże wymiary połączenia)

- zalety (łatwość demontażu, kasowanie luzów)

13. Połączenia klinowe wzdłużne.

- stosowane do łączenia wałów z osadzonymi na nich częściami (koła zębate, sprzęgła)
- moment obrotowy jest przenoszony z wału na część wskutek tarcia (

rys.5.14 str. 105

)

- pochylenie klina wynosi 1:100
- kliny nie oblicza się wytrzymałościowo lecz dobiera z norm na postawie średnicy wału
a) rodzaje klinów wzdłużnych: (

rys.3.61

)

o

wpuszczane PN-73/M-85031, stosowane w precyzyjnych maszynach wolnobieżnych

o

wklęsłe
PN-90/M-
85036,
stosowane
rzadko z
powodu że
mogą
przenosić
tylko
nieznaczne
ob
w
ma
wolnobież
ny
względu
na złe
osiowanie

ciążenia

szynach

ch (ze

)

o

płaskie
PN-90/M-
85034,
j.w.

o

ze
stycznym

-90/M-

PN
85007, połączenie z dwóch par klinów rozstawionych co 120

o

lub wyjątkowo co 180

o

, każda para

przenosi obciążenie przy innym kierunku

o

noskowy stosowane przy utrudnionym dostępie do wybijania klina, gdzie ich kształt umożliwia
wyciągnięcie klina za pomocą odpowiedniego wybijaka

b) wady

- mimośrodowe przesunięcie i skośne ustawienie osadzonej części (zależne od wielkości luzu)
- nierównomierny rozkład naprężeń
- niekorzystny montaż
- trudności z dopasowaniem klina (przy różnych wymiarach, tolerancji), klin osadzony za płytko lub

za głęboko

14. Kliny nastawcze.

-

służą do
ustalenia
położenia części
maszynowych
(regulacji luzów
np. w głowicy
korbowodu, w
prowadnicach
pryzmowych
stosowane w
obrabiarkach)

rys.5.16