Резьбовые соединения – классификация и основные параметры резьбы. Силы в резьбе, угол трения, коэффициент трения. Условие самоторможения в резьбе. Основные расчетные критерии.
Резьбовым называют соединение составных частей изделия с применением детали, имеющей резьбу.
Резьба получается прорезанием на поверхности стержня канавок при движении плоской фигуры – профиля резьбы (треугольника, трапеции и т.д.)
Классификация резьб
1) По форме поверхности, на которой образована резьба:
- цилиндрические;
- конические.
2
)
По форме профиля резьбы:
- треугольные
- трапециидальные
- упорные
- прямоугольные
- круглые
3) По направлению винтовой линии:
правая и левая.
4) По числу заходов:
однозаходные,
многозаходные (заходность определяется с торца по количеству сбегающих витков).
5) По назначению:
- крепёжные,
- крепёжно-уплотняющие,
- резьбы для передачи движения.
Основные геометрические параметры резьбы
Н
аружный
диаметр болта d, гайки D;
внутренний диаметр болта d1, гайки D1;
средний диаметр болта d2, гайки D2;
угол профиля a;
шаг резьбы р – расстояние между одноименными сторонами двух соседних витков в осевом направлении ;
ход резьбы рh = zp – расстояние между одноименными сторонами одного и того же витка в осевом направлении; число заходов z;
угол подъёма резьбы ψ ( чем больше заходность резьбы, тем больше угол подъема резьбы).
Силы в резьбе
Силы, возникающие в резьбе: Fa — осевая сила; Ft — окружная сила (Ft= 2T/d2; Ff=fN, где f — коэффициент трения; N — нормальная реакция).
Угол трения
Так как угол профиля витка метрической резьбы α = 60°, то угол трения φ в полученном выражении (2) следует заменить приведенным углом трения φ'.
fпр — приведенный коэффициент трения в резьбе , учитывающий влияние угла профиля.
Коэффициент трения
Угол
профиля метрической резьбы
.
Поэтому коэффициент трения в резьбе
Самоторможение резьбы - Явление, возникающее при условии, когда угол подъёма винтовой линии резьбы меньше приведённого угла трения.
В этом случае под действием силы Fa гайка не может поворачиваться (из-за трения) относительно неподвижного винта. Условие самоторможения
По
условию (3) проверяют, например, винтовые
домкраты. Груз не должен опускаться,
пока к рукоятке не приложена сила Резьбы
многозаходные для передачи движения
(специальные) имеют угол подъема винтовой
линии резьбы
=
8-16 град., угол трения
= 2-6 (для стального винта и бронзовой
гайки) и = 40-80 (для стального винта и
чугунной гайки).
Формула (3) определяет условие самоторможения, а именно для самоторможения передачи винт-гайка необходимо, чтобы угол подъема винтовой линии резьбы ( ) был меньше приведенного угла трения Определение угла :
— угол трения; (4)
-
приведенный угол трения
Резьбовые соединения – назначение, основные крепежные детали, способы стопорения резьбовых соединений.
По назначению резьбы делятся на крепежные, крепежно-уплотняющие и резьбы для передачи движения.
Резьбы по назначению подразделяют на крепежные и ходовые.
Крепежные резьбы служат для получения разъемных соединений деталей. Крепежная резьба, как правило, имеет треугольный профиль, однозаходная, с небольшим углом подъема винтовой линии.
Ходовые резьбы довольно часто выполняются многозаходными и служат для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот.
Цилиндрические и конические резьбы общего назначения стандартизованы. Для них в ГОСТ 11708 - 82 даны общие определения и определения основных параметров, приведены формы профилей, а также указаны номера стандартов на основные размеры.
Основные крепежные детали
Стандартные типы крепёжных деталей
К крепежным деталям относятся: болты, гайки, винты, шурупы, шпильки, шайбы.
Они могут быть специального и общего назначения.
К крепежным деталям специального назначения относятся болты, анкерные болты и т. д.
К крепежным деталям общего назначения относятся:
1. Болты:
а) с нормальным стержнем;
б) болты для постановки в отверстие с зазором;
в) болты без зазора в отверстие из-под развёртки;
г) болты с уменьшенным диаметром ненарезаемой части стержня для повышения упругой податливости и выносливости при переменных напряжениях.
Рисунок 4.3.14 Виды болтов
2. Винты :
а) шестигранные а),
б) полукруглые б),
в) цилиндрические в),
г) потайные е),
д) цилиндрические с шестигранным углублением под ключ ж),
е) установочные винты (рис.4.3.16).
Рисунок 4.3.15 Виды головок винтов
Рисунок 4.3.16 Установочные винты
3. Шпильки.
Соединение шпильками применяют, когда по условиям эксплуатации требуется частая разборка соединения, которая приводит к преждевременному износу резьбы.
Рисунок 4.3.17 Виды шпилек
4. Гайки:
- шестигранные с одной или с двумя фасками а, б); нормальные а,б), высокие г), низкие в).
- шестигранные прорезные д);
- шестигранные корончатые е);
- круглые гайки з);
- гайка-барашек ж);
Наиболее распространены шестигранные гайки. Высокие гайки применяют при частых сборках-разборках для уменьшения износа резьбы.
Рисунок 4.3.18 Гайки
5. Шайбы.
Шайбы подкладывают под гайки для предохранения деталей от задиров и увеличения опорной поверхности.
Шайбы бывают точеные а), штампованные б), для предохранения резьбовых соединений от самоотвинчивания – стопорные в).
Способы стопорения
Стопорение контргайкой , осуществляется за счет трения, возникающего в резьбе и на торцовых поверхностях гаек. Основным недостатком этого способа является утяжеление соединения.
Стопорение пружинной шайбой , основано на том, что пружинная шайба создает дополнительное напряжение в резьбовом соединении, и, кроме того, острые закаленные кромки шайбы, врезаясь в опорную поверхность гайки, предотвращают тем самым ее самоотвинчивание.
Стопорение винтом, ввинченным в гайку, — способ, позволяющий стопорить гайку в любом положении. Для того чтобы не отвинчивался сам стопорный винт, шаг его резьбы должен быть по возможности мал. Недостаток этого способа заключается в том, что часть резьбы болта сминается стопорным винтом.
Стопорение штифтом коническим разводным — простой и надежный способ. После затяжки гайки ее просверливают вместе с болтом. В отверстие вставляют конический штифт и разводят его концы.
Стопорение разводным шплинтом — один из наиболее надежных способов. Шплинт изготовляют из стальной проволоки полукруглого сечения. Он имеет головку в виде кольца. Отверстие в болте под шплинт просверливают до или после монтажа. Разводной шплинт вставляют в это отверстие и в пазы корончатой или прорезной гайки.
Стопорение деформируемыми шайбами широко применяют в технике. Существует много конструкций деформируемых и фигурных шайб. Обычно один ус шайбы отгибают по краю детали, а другой — по грани гайки. Применяют и фигурные шайбы, которые наподобие вилки обхватывают грани гайки.
