Учебный курс Детали машин и основы конструирования

СИЛЫ  И СВЯЗИ
Определить реакции в опорах вала
Статические испытания материалов
конструкционные материалы
РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ КРУГЛОГО
СПЛОШНОГО БРУСА
НОРМАЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ИЗГИБА
Методы изготовления резьбы
Теория винтовой пары
Расчет резьбовых соединений
Шпоночные соединения
Расчет шпоночных соединений
Механические передачи
цилиндрические передачи
Критерии работоспособности зубчатых колес
Расчет цилиндрических передач на прочность.
Конические зубчатые передачи
Червячная  передача
Силы в червячном зацеплении
Тепловой расчет и смазывание червячных передач
Плоскоременные передачи
Зубчато-ременные передачи
Цепная передача
валы и оси
Смазывание и расчет подшипников скольжения
Подшипники качения
Подбор подшипников качения
Конструирование подшипниковых узлов
Муфты
 

РАЗЪЕМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

 Разъемными называют соединения, разборка которых происходит без нарушения целостности составных частей изделия. Разъемные соединения могут быть как подвижными, так и неподвижными. Наиболее распространенными в машиностроении видами разъемных соединений являются: резьбовые, шпоночные, шлицевые, клиновые, штифтовые и профильные.

Общие сведения о резьбовых соединениях

Резьбовым называют соединение составных частей изделия с применением детали, имеющей резьбу.

  Резьба представляет собой чередующиеся выступы и впадины на поверхности тела вращения, расположенные по винтовой линии. Основные определения, относящиеся к резьбам общего назначения, стандартизованы.

 Резьбовые соединения являются самым распространенным видом соединений вообще и разъемных в частности. В современных машинах детали тали, имеющие резьбу, составляют свыше 60% от общего количества деталей. Широкое применение резьбовых соединений в машиностроении объясняется их достоинствами: универсальностью, высокой надежностью, малыми габаритами и весом крепежных резьбовых деталей, способностью создавать и воспринимать большие осевые силы, технологичностью и возможностью точного изготовления.

 Недостатки резьбовых деталей: значительная концентрация напряжений в местах резкого изменения поперечного сечения и низкий КПД подвижных резьбовых соединений.

Резьбы изготовляют либо пластической деформацией (накатка на резьбонакатных станках, выдавливание на тонкостенных металлических изделиях), либо резанием (на токарно-винтореэных, резьбонарезных, резьбофрезерных, резьбошлифовальных станках или вручную метчиками и плашками); на деталях из стекла, пластмассы, металлокерамики, иногда на деталях из чугуна резьбу изготовляют отливкой или прессованием.

Следует отметить, что накатывание резьбы круглыми или плоскими плашками на резьбонакатных станках — самый высокопроизводительный метод, с помощью которого изготовляется большинство стандартных крепежных деталей с наружной резьбой, причем накатанная резьба прочнее нарезанной, так как в первом случае не происходит перерезание волокон металла заготовки, а поверхность резьбы наклёпывается.

 Диаметры стержней под накатывание и нарезание резьб, диаметры отверстий под нарезание резьб, а также выход резьбы (сбеги, недорезы, проточки и фаски) стандартизованы. Кроме того, стандартизованы метки (в виде прорезей) на деталях с левой резьбой. 

 Основные геометрические параметры резьбы (рис 2.1): наружный диаметр d, D (по стандартам диаметры наружной резьбы обозначают строчными, а диаметры внутренней резьбы — прописными буквами. На Рис.2.1 показаны размеры только для винта); внутренний диаметр d1; средний диаметр d2, D2 — диаметр воображаемого цилиндра, на поверхности которого толщина витка равна ширине впадины; угол профиля , шаг резьбы р — расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении, параллельном оси резьбы; число заходов n (заходность резьбы легко определяется на торце винта по числу сбе

гающих витков); ход резьбы  — величина относительного осевого перемещения гайки или винта за один оборот .

 Рис.2.1


К основным параметрам относится угол подъема резьбы  — угол, образованный касательной к винтовой линии резьбы в точках, лежащих на среднем диаметре, и плоскостью, перпендикулярной оси резьбы.

 Рис.2.2

 Из рис.2.2, а видно, что угол подъема резьбы определяется зависимостью 

  (2.1) 

Диаметр, условно характеризующий размер резьбы, называется номинальным; для большинства резьб в качестве номинального диаметра резьбы принимается наружный диаметр.

 

2.1.1. Конструкции болтовых соединений.


На рис. 2.3. изображены основные конструкции резьбовых соединений.

Рис. 2.3. Конструкции резьбовых соединений: а - болтовое,

б - винтовое, в - шпилечное

 В болтовом соединении основными являются болт 1 гайка 2 (рис.2.3, а). В некоторых случаях удобнее использовать винтовое соединение (рис. 2.3,б), если, например, доступ к гайке невозможен или неудобен. В этом соединении в качестве чайки используется корпусная деталь. Однако для винтового соединения материал детали, в отверстии которой нарезается резьба, должен быть достаточно прочным и износостойким, чтобы предотвратить разрушение резьбы при многократном повторении операций разборки-сборки.

 Если материал детали не удовлетворяет этим требованиям, а выполнить соединение болтовым не удается, применяют третью конструкцию – шпилечное соединение (рис. 2.3, в).

 В шпилечном соединении шпилька одним резьбовым концом закручивается (иногда на клею) на постоянной основе в корпус и не выкручивается из него. Для разборки этого соединения откручивается только гайка, а шпилька остается постоянно закрепленной в корпусе.


Для стопорения резьбового соединения или если опорная поверхность детали под головкой болта или гайки может пластически деформироваться применяют  обычные шайбы (рис. 2.4) или стопорные шайбы (рис. 2.5).

 Рис. 2.4. Применение обыкновенных шайб

 Самоотвинчивание разрушает соединение и может привести к аварии. Поэтому конструктор должен уделять большое внимание предохранению от самоовинчивания. Существует много способов стопорения резьбовых соединений. На практике применяются следующие три основных принципа самоторможения.

Рис. 2.5. Стопорные упругие шайбы


1.Повышаю трение в резьбе путем установки пружинных шайб

(рис. 2.5) или контргайки (рис. 2.6)


 Рис. 2.6. Стопорение контргайкой 

2.  Гайку жестко соединяют со стержнем винта, например с помощью шплинта (рис. 2.7) или спец. шайб, либо прошивают группу винтов проволокой.

 

 

 Рис. 2.7

3. Гайку жестко соединяют с деталью (рис. 2.8)


 Рис. 2.8.

2.1.2. Резьба, классификация. Типы резьбы


Резьба (рис.2.8) – выступы, образованные на основной поверхности винтов или гаек и расположенные по винтовой линии.

 Рис.2.9.

По форме основной поверхности различают цилиндрические и конические резьбы. Наиболее распространена цилиндрическая резьба. Коническую резьбу применяют для плотных соединений труб, масленок, пробок и т.п.

Профиль резьбы—контур (например, abc) сечения резьбы в плоскости, проходящей через ось основной поверхности. По форме профиля различают треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, круглые и другие резьбы. По направлению винтовой линии различают правую и левую резьбы. У правой резьбы винтовая линия идет слева направо и вверх, у левой—справа налево и вверх. Наиболее, распространена правая резьба: Левую резьбу применяют только в специальных случаях.

Если витки резьбы расположены по двум или нескольким параллельным винтовым линиям, то они образуют многозаходную резьбу. По числу захода различают однозаходную, двухзаходную и т. д. резьбы. Наиболее распространена однозаходная резьба. Все крепежные резьбы однозаходные. Многозаходные резьбы применяются преимущественно в винтовых механизмах. Число заходов больше трех применяют редко.

Механические передачи Детали машин