Резьбовые соединения

РАЗЪЕМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

К разъемным соединениям относятся резьбовые, шпоночные, шлицевые и штифтовые соединения.

Резьбовые соединения осуществляют с помощью резьбовых деталей: болтов, винтов и гаек.

К достоинствам резьб и резьбовых соединений относят возможность создавать и передавать большие осевые нагрузки при малых движущих усилиях или моментах; простоту преобразования вращательного движения в поступательное; возможность образования самотормозящих и несамотормозящих, неподвижных и подвижных соединений.

Основные недостатки: низкий КПД, значительная концентрация напряжений в резьбовых деталях.

Резьба характеризуется следующими основными параметрами: наружным диаметром d, внутренним d₁ и средним d₂ диаметрами резьбы; углом профиля резьбы a, шагом резьбы Р; ходом резьбы t; числом заходов n.

Классификация резьб. Резьбы делят по следующим признакам. По форме профиля (рис.5.1) – треугольная (метрическая, трубная), прямоугольная, круглая, трапецеидальная и упорная.

По числу заходов – одно-, двух- и многозаходные резьбы.

По направлению винтовой линии – на правые (винтовая линия поднимается слева направо) и левые.

По назначению резьбы делят на крепежные, ходовые, крепежно-уплотняющие (трубные) и специальные. Крепежные резьбы должны обладать самоторможением и поэтому имеют низкий КПД, а ходовые должны иметь возможно меньшие потери на трение.

Рис.5.1. Основные типы резьб:

а – треугольная, метрическая; б – упорная; в – трубная; г – прямоугольная; д – трапецеидальная

Для неподвижных крепежных соединений обычно применяют метрические (a=60°) и дюймовые (a=55°) резьбы с крупным или мелким шагом. Резьбы с мелким шагом обладают повышенным самоторможением, имеют меньшую глубину впадины и поэтому меньше ослабляют сечение детали. Их применяют для соединения тонкостенных деталей и при действии динамических нагрузок.

Трубные резьбы, кроме перечисленных свойств, обладают повышенной герметичностью.

Для подвижных резьбовых соединений преимущественно используют трапецеидальные и упорные резьбы, имеющие повышенные КПД и износостойкость.

Упорную резьбу применяют при действии больших осевых односторонних нагрузок (винты, прессы, домкраты и т.п.).

Типы резьбовых соединений и крепежных деталей. Детали соединяют с помощью болтов, винтов, шпилек и гаек (рис.5.2). Для предохранения от повреждений опорных поверхностей, под головками болтов (винтов) и гайками устанавливают шайбы.

Рис.5.2. Типы соединений:

а – болтом; б – винтом; в – шпилькой

Крепежные детали изготавливают из углеродистых сталей, конструкционных сталей, бронз, латуней, пластмасс.

Расчет на прочность элементов резьбы. Резьбу рассчитывают по напряжениям среза и смятия или по удельным давлениям (в подвижных соединениях) (рис.5.3.).

Рис.5.3. Схема сил в соединении

Условия прочности резьбы:

на срез

(5.1)

на смятие

(5.2)

где Р – осевая нагрузка; F_ср и F_см – соответственно площадь среза и смятия резьбы.

Площадь среза.

, (5.3)

где z - число витков в гайке;

S^/ - высота резьбы;

- расчетный диаметр, равный d₁ при одинаковом материале винта и гайки или d - при менее прочном материале гайки.

После подстановки получаем:

(5.4)

Площадь смятия сопряженных витков

(5.5)

где - рабочая высота профиля.

Дата добавления: 2014-01-07