Лекция 8 б Разъемные соединения. Резьбовые соединения. Общие

Лекция 8 б Разъемные соединения. Резьбовые соединения. Общие сведения. Типы резьб. Детали резьбовых соединений. Основные расчетные случаи. Виды разрушений.

Резьбовые соединения являются наиболее совершенным, а потому массовым видом разъёмных соединений. Применяются в огромном количестве во всех машинах, механизмах, агрегатах и узлах.

Достоинства: - технологичность; - взаимозаменяемость; - универсальность; - надёжность; - массовость.

Недостатки: - раскручивание (самоотвинчивание) при переменных нагрузках и без применения специальных устройств (средств). - отверстия под крепёжные детали как резьбовые так и гладкие вызывают концентрацию напряжений. - для уплотнения (герметизации) соединения необходимо использовать дополнительные технические решения.

Болтовое соединение. Соединение деталей с помощью винта и гайки называются болтовыми, а предназначенные для них винты, соответственно, болтами. Болты, как правило, имеют шестигранную головку «под ключ» . 1 - Болт 2 - Гайка

Классификация болтов 1. По назначению - Лемешные используются для крепления навесного оборудования для сельскохозяйственных машин. - Мебельные используются в мебельной промышленности и строительстве. - Дорожные используются для дорожных ограждений, для специальных металлоконструкций. - Машиностроительные используются в машиностроении, автомобилестроении, приборостроении и строительстве в качестве деталей соединения.

2. По форме - откидные (ГОСТ 3033 -79*) - анкерные (ГОСТ 24379. 1 -80) - рым-болты (ГОСТ 4751 -73*) - болты с шестигранной головкой (ГОСТ 7798. 7817 -80*, ГОСТ 10602 -72*, ГОСТ 18125 -72*) - болты с полукруглой головкой (ГОСТ 7783 -81*, ГОСТ 7801 -81*, 7802 -81*) - болты с потайной головкой (ГОСТ 7785 -81*, ГОСТ 7786 -81*, ГОСТ 17673 -81*) - с фланцем (DIN 6921)

3. По материалу: - Стали - Металлы цветные - Пластмассы - Другие материалы

4. По классу прочности 11 классов прочности: 3. 6; 4. 8; 5. 6; 5. 8; 6. 6; 6. 8; 8. 8; 9. 8; 10. 9; 12. 9. Высокопрочные болты используются в соединение деталей с/х машин, ж/д креплений, креплений деталей и соединений кранов, в мостостроении и т. д. В России к высокопрочным принято относить болты, временное сопротивление которых больше или равно 800 МПа.

К специальным болтам относятся фундаментные (а), болты конусные для отверстий из – под развертки ( б), грузовые винты (рым-болты) ( в) и многие другие. Грузовой крюк с обоймой

Винтовое соединение; Винт (от нем. Gewinde — нарезка, резьба, через польск. gwint) — крепёжное изделие в виде стержня с наружной резьбой на одном конце и конструктивным элементом для передачи крутящего момента на другом. От шурупа винт отличается тем, что не имеет конического сужения на конце и не создаёт резьбу при вкручивании. Винт предназначен для образования резьбового соединения или фиксации.

Виды головок болтов и винтов

Формы головок (a) плоская, (b) выпуклая, (c) круглая, (d) грибовидная, (e) потайная, (f) полупотайная

Виды шлицев винтов Прямой (плоский) шлиц Крестообразный шлиц Филлипс[8] (PH) Крестообразный шлиц Pozidriv/Supa. Driv (PZ) Квадратная головка Шлиц Робертсона Шестигранная головка Шестигранный шлиц (Аллен)

Шлиц Torq-set Шлиц типа Torx (T, TX) Защищённый шестигранник (pin-in-hex) Защищённый Torx (TR) Шлиц Triple square XZN Шлиц Polydrive Головка под вилочный ключ (Snake-eye)

Концы болтов и винтов выполняют плоскими (а), с конической фаской (б) или сферическими (в)

В зависимости от формы стержня болты и винты бывают с нормальным стержнем (а), с подголовком (б), с точно обработанным утолщенным стержнем для постановки без зазора в отверстие из-под развертки (в), со стержнем уменьшенного диаметра не нарезанной части для повышения упругой податливости и выносливости при динамических нагрузках (г).

Конструктивные формы гаек

Шайбы

Стопорение запирающими элементами

Стопорение за счёт дополнительной силы трения

Конструкции гаечных замков

Инструмент для завинчивания и отвинчивания. Гаечные ключи

шпилечное соединение Шпилька — крепёжное изделие в виде стержня с наружной резьбой, образующее соединение при помощи гайки или резьбового отверстия. Предназначена для соединения между собой деталей, имеющих гладкие или резьбовые отверстия. Изготавливается с номинальным диаметром резьбы от 2 до 48 мм с различным сочетанием крупных и мелких шагов.

Установочные винты Применяются при необходимости зафиксировать взаимное расположение деталей относительно друга. Для этого на концах имеют различные выступы или углубления для лучшей фиксации деталей, а также, если имеется необходимость или возможность, изготавливают специальные отверстия под концы установочных винтов. Симметричный установочный винт

Примеры концов установочных винтов: по ГОСТ 12414 -94 Концы болтов, винтов и шпилек. Размеры. (ISO 4753: 1999): -конический конец; -плоский конец; -цилиндрический конец; -засверлённый конец; -ступенчатый конец со сферой; -ступенчатый конец с конусом; -по другим стандартам: -рифлёный конец; -шариковый конец; -симметричные установочные винты со шлицами с обеих сторон (применяются при автоматической сборке).

Резьба – поверхность, образованная при винтовом движении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности. Применяется как средство соединения, уплотнения или обеспечения заданных перемещений деталей машин, механизмов, приборов и т. п.

Основы образования резьбы

Основные параметры резьбы и единицы измерения

Основными параметрами резьбы являются: – форма и размер профиля; d – наружный диаметр; d 1 – внутренний диаметр (номинальные значения d и d 1 одинаковы для винта и гайки, зазоры во впадинах образуются за счет предельных отклонений размеров диаметров); d 2 – средний диаметр (диаметр воображаемого цилиндра, образующая которого пересекает резьбу в таком месте, где ширина выступа равна ширине канавки);

h – рабочая высота профиля, по которой соприкасаются боковые стороны резьб винта и гайки; р – шаг резьбы (расстояние между одноименными сторонами соседних профилей, измеренное в направлении оси резьбы); ph – ход винта для многозаходных резьб, равный произведению шага на число заходов; – угол профиля; – угол подъема (угол подъема развертки винтовой линии по среднему диаметру), который определяется как

Профили резьб

а — метрическая

б — дюймовая

в — трубная цилиндрическая

г — метрическая коническая

д — трубная коническая

е — круглая

ж — прямоугольная

з — трапецеидальная

и — упорная

По шагу резьбы разделяются на основные и мелкие. Мелкие резьбы для тех же диаметров имеют меньший шаг того же профиля, что и в основной резьбе. Применение мелких резьб меньше ослабляет сечение деталей и благодаря меньшему углу спирали нарезки лучше предохраняет соединение против самоотвинчивания. Для диаметров свыше 20 мм уже обычно применяются мелкие резьбы. Пример обозначения резьбы: М 16 – основная (шаг 2 мм); М 16 х1, 5 - мелкая. Здесь: М - метрическая; 16 - номинальный (наружный) диаметр резьбы в мм; 1, 5 - шаг резьбы в мм.

По числу заходов винтовой линии различают однозаходные многозаходные

Распределение осевой нагрузки по виткам резьбы Распределение сил между витками резьбы, полученное Н. Е. Жуковским для гайки с десятью витками, показано на рисунке. На первый, наиболее нагруженный, виток приходится около 1/3 общей силы на винт, а на десятый виток – менее 1/100 общей силы. Деформации в резьбе, связанные с погрешностями профиля, контактные деформации несколько снижают нагрузку на первый виток резьбы. При такой большой неравномерности распределения осевой силы по виткам большое увеличение высоты гайки оказываются бесполезным в связи с опасностью последовательного разрушения витков.

Схема распределения нагрузки между витками резьбы по Н. Е. Жуковскому

Клеммовое соединение — соединение валов и осей со ступицей, имеющей один или 2 продольных разреза, которая стягивается одним или несколькими винтами или болтами с гайками. Соединения применяются для передачи крутящего момента или осевой силы на вал или на ось со стороны ступицы или наоборот.

Клеммовое соединение (от нем. Klemme — зажим), фрикционно-винтовое соединение, служит для закрепления на валах или осях с помощью винтов различных деталей (рычагов, установочных колец, шкивов и др. ) имеющих разъем или прорезь. Соединение обеспечивается силами трения, действующими между поверхностями вала и отверстия детали. В отличие от шпоночного соединения и зубчатого соединения, К. с. позволяет закреплять деталь на валу под любым углом и в любом месте по его длине, а также облегчает сборку.

Достоинства: относительная простота конструкции, простота сборки или монтажа, возможность передачи большого крутящего момента или осевой силы; в отличие от шпоночного и зубчатого соединений, может служить также для крепления частей механизма под произвольным углом, а не только соосно, а также крепить деталь к валу в произвольном месте его длины. Недостатки: затруднена точная установка ступицы относительно вала; предельная осевая сила и крутящий момент ограничены силами трения сцепления.

Штифтовые соединения служат для соединения осей и валов с установленными на них деталями при передаче небольших вращающихся моментов. Образуются совместным сверлением соединяемых деталей и установкой в отверстие с натягом специальных цилиндрических или конических штифтов. Соединения предназначены для точного взаимного фиксирования деталей, а также для передачи небольших нагрузок.

Конструкции штифтов цилиндрические (а, б), конические (в, г, д), цилиндрические пружинные разрезные (е), просечённые цилиндрические, конические и др. (ж, з, и, к), простые, забиваемые в отверстия (б, в), выбиваемые из сквозных отверстий с другой стороны (гладкие, с насечками и канавками, пружинные, вальцованные из ленты, снабжённые резьбой для закрепления или извлечения (д)

Соединение цилиндрическим штифтом

Достоинства штифтовых соединений: - простота конструкции; - простота монтажа-демонтажа; - точное центрирование деталей благодаря посадке с натягом; - работа в роли предохранителя, особенно при креплении колёс к валу. Недостатком штифтовых соединений является ослабление соединяемых деталей отверстием.

Профильные соединения

Спасибо за внимание