Резьбовые соединения

Резьбовые соединения - это самый распространенный вид разъемных соединений. Они осуществляются с помощью крепежных резьбовых деталей (болтов, винтов, шпилек, гаек и т.п.).

Резьбовые соединения имеют ряд существенных достоинств:

+ высокая надёжность;

+ удобство сборки-разборки;

+ простота конструкции;

+ дешевизна (вследствие стандартизации);

+ технологичность;

+ возможность регулировки силы сжатия.

Недостатки резьбовых соединений:

– концентрация напряжений во впадинах резьбы;

– низкая вибрационная стойкость (самоотвинчивание при вибрации).

Это серьёзные недостатки, однако, их можно свести к минимуму и, практически, полностью исключить. Это делается посредством правильного проектировочного расчёта и специальных мер стопорения.

Основным элементом резьбовых деталей является резьба, представляющая собой один или несколько равномерно расположенных выступов постоянного сечения образованных на бо­ковой поверхности прямого кругового цилиндра или прямого кругового конуса. Резьба получается нанесением на поверхности стержня (цилиндрического или конического) канавок при движении плоской фигуры - профиля резьбы (треугольника, трапеции и др.) по винтовой линии. Выступы, полученные на стержне между канавками, называют витками резьбы. Под витком резьбы при­нято понимать ту часть ее выступа, которая охватывает резьбовую деталь в пределах до 360°. На развертке цилиндрической (конической) поверхности винтовая линия располагается под некоторым углом ψ (пси) к основанию. Этот угол называют углом подъема резьбы.

Рис. Схема образования винтовой линии: а - на поверхности цилиндра; б - конуса. Для цилиндрической резьбы угол ψ определяется из соотношения ,

где Р_h - ход резьбы, представляющий собой расстояние между одноименными точками одной винтовой линии.

Основной характеристикой профиля резьбы является угол между ее смежными боковы­ми сторонами в плоскости осевого сечения, называемый углом профиля резьбы α (альфа). Для треугольного профиля метрической резьбы α = 60°, дюймовой - α = 55°, трапецеидальной α = 30°.

По числу заходов резьбы бывают одно- и многозаходные. Количество заходов определяет­ся числом расположенных рядом витков резьбы. Резьбы для крепежных деталей однозаходные, многозаходные применяются в ходовых винтах винтовых механизмов. От количества заходов зависит ход резьбы, т. е. относительное поступательное перемещение винта и гайки за один обо­рот. Для однозаходной резьбы ход Р_h= Р (равен шагу резьбы), а для многозаходной - Р_h= п·Р, где п - число заходов.

Шаг резьбы Р определяется как расстояние между одноименными сторонами двух сосед­них витков, измеренное в осевом направлении (резьбы могут быть с крупным и мелким шагом).

Резьбовые соединения различают по назначению на:

è резьбы крепёжные для фиксации деталей (основная – метрическая с треугольным профилем, трубная – треугольная со скруглёнными вершинами и впадинами, круглая, резьба винтов для дерева) должны обладать самоторможением для надёжной фиксации;

è резьбы ходовые для винтовых механизмов (прямоугольная, трапецеидальна симметричная, трапецеидальная несимметричная упорная) должны обладать малым трением для снижения потерь.

Профиль резьбы - это контур сечения витка резьбы в плоскости, проходящей через ось основной поверхности. По форме профиля резьбы бывают: треугольные - метрические (рис. а), дюймовые (рис. б); трапецеидальные (рис. в); круглые (рис. г); прямоугольные (рис. д).

Основные типы резьб.

Резьба метрическая (ГОСТ 9150-81) - самая распространенная резьба в машиностроении. Имеет треугольный профиль с углом профиля α = 60°. Вершины профиля резьбы на болте и гайке притуплены по дуге или прямой, что снижает концентрацию напряжений и исключает возмож­ность повреждения резьбы. Метрическая резьба одного и того же номинального диаметра вы­полняется с крупным или мелким шагом. Крупный шаг менее чувствителен к неточностям изготовления; с мелким шагом - прочнее (увеличивается внутренний диаметр резьбы) и надежнее от ослабления затяжки (уменьшается угол подъема резьбы ψ) в связи с уменьшением шага. М 20.

Резьба трапецеидальная (ГОСТ 9484-81) одно- и многозаходная имеет профиль симмет­ричной трапеции с углом α = 30°. Применяется для передачи реверсивного движения под нагруз­кой (винтовые механизмы, ходовые винты в станках и т.д.). Имея повышенную прочность и тех­нологичность, эта резьба в передачах винт - гайка почти полностью вытеснила прямоугольную Пример обозначения резьбы номинальным диаметром 40 мм и шагом 6 мм: Тr 40×6. Тоже, левой резьбы: Tr 40×6LH.

Резьба упорная (ГОСТ 10177-82) имеет профиль несимметричной трапеции; угол наклона нерабочей стороны профиля 30°; для возможности изготовления резьбы фрезерованием рабочая сторона профиля имеет угол наклона 3°.Применяется при передаче движения при больших на­грузках, направленных в одну сторону (грузовые винты домкратов, винтовых прессов, нажим­ных устройств и т. д.). S 40×6; S 40×6LH.

Резьба дюймовая: крепежная, имеет треугольный профиль с углом α = 55°. При ремонте импортных изделий. Диаметр резьбы измеряется в дюймах (1 "= 25,4мм).

Резьба метрическая коническая (ГОСТ 2529-82). Герметичные соединения, соединения труб, в соединениях наружной конической резьбы с внутренней цилиндрической резьбой.

В качестве основной крепежной - цилиндрическая, правая, однозаходная треугольная метрическая резьба с углом профиля α = 60°.

а).

Основные параметры резьбы (рис. а): D, d - наружный диаметр соответственно внут­ренней резьбы гайки и наружной резьбы болта (который принимается за номинальный диаметр резьбы и используется при ее обозначении); d₁, d₁ - внутренний диаметр резьбы гайки и болта; d₂, d₂ - средний диаметр резьбы (диаметр воображаемого цилиндра, на поверхности кото­рого ширина витка равна ширине впадины); H₁ - рабочая высота профиля, по которой сопри­касаются витки болта и гайки; Н - высота исход­ного треугольника резьбы.

Вершины профиля резьбы на болте и гайке притуплены по дуге или по прямой, что снижает концентрацию напряже­ний и исключает возможность повреждения резь­бы.

По назначению различают следующие типы резьб: крепежные, крепежно-уплотняющие и резьбы грузовых и ходовых (трансмиссионных) винтов.

Основные типы крепежных деталей. Форма резьбового соединения определяется типом применяемых крепежных деталей, которые бывают следующих исполнений: винты с гайками, обычно называемые болтами (а); винты, ввинчиваемые в одну из скрепляемых деталей (б); шпильки с гайками (в).

Болты применяют для скрепления деталей небольшой толщины, при наличии места для рас­положения головки болта и гайки или когда необ­ходимо часто разбирать соединение, а материал скрепляемых деталей не обеспечивает достаточ­ную прочность резьбы.

Винты принимают в случаях достаточной прочности материала детали с резьбой и доста­точной ее толщины, при жестких требованиях к массе соединения. Винты резьбовых соединений общего назначения бывают крепежные и устано­вочные. В отличие от крепежных установочные винты имеют резьбу по всей длине стержня. В за­висимости от размеров и назначения головки бол­тов и винтов весьма разнообразны: шестигранные, полукруглые, цилиндрические, потайные, цилинд­рические с шестигранным углублением под ключ и др.

Шпильки применяют в тех же случаях, что и винты, но когда материал детали не обеспечивает достаточную прочность резьбы, а по условиям эксплуатации требуются частые разборка и сборка соединения. Применение винтов в данном случае привело бы к преждевременному износу резьбы детали при многократных отвинчивании и завинчивании. Шпильки типа А удобны при изготовлении резьбы резанием, типа Б - при накатке резьбы. Диаметр резьбы на обоих концах шпильки обычно одинаковы.

Гайки в зависимости от формы бывают шестигранные, с одной или двумя фасками, шес­тигранные прорезные, шестигранные корончатые, круглые и т.д. В зависимости от высоты шестигранные гайки бывают нормальные, высокие и низкие.

Шайбы подкладные ставят под гайку или головку болта для предупреждения смятия по­верхностей соединяемых деталей, предохранения их от задиров при завинчивании гаек (винтов) и перекрытия зазора между стержнем болта и отверстием в деталях.

Дата добавления: 2014-01-15