Основы расчета и проектирования деталей и узлов машин Курс «Детали машин» Надежность машин Соединения с натягом Резьбовые соединения Расчет шпоночных соединений Механические передачи Расчет на изгиб Редукторы

Резьбовые соединения

Резьбовые соединения являются наиболее распространенными разъемными соединениями. Их образуют болты, винты, гайки и другие метали с резьбой. Основным элементом соединения является резьба, которая получается путем прорезания или накатки на детали канавок по винтовой линии. Винтовую линию образует гипотенуза прямоугольного треугольника при его навертывании на прямой круговой цилиндр (рис. 6.1). Если плоскую фигуру (треугольник, трапецию и т. д.) перемещать по винтовой линии так, чтобы ее плоскость при движении нсегда проходила через ось цилиндра, то эта фигура образует виток резьбы соответствующего профиля (рис. 6.2).

Рис. 6.1. Образование винтовой линии


Рис. 6.2. Образование резьбы

Классификация резьб. В зависимости от формы поверхности детали, на которой нарезается резьба, различают цилиндрические и конические резьбы (рис. 6.3).

В зависимости от формы профиля различают следующие основные типы резьб: треугольные (рис. 6.4, а), упорные |рис. 6.4, б), трапецеидальные (рис. 6.4, в), прямоугольные (рис. 6.4, г) и круглые (рис. 6.4, д).

К3А"

Рис. 6.3. Пример конической и цилиндрической резьб

Рис. 6.4. Профили резьб

В зависимости от направления винтовой линии резьбы бывают правые (рис. 6.5, а) и левые (рис. 6.5, б). У правой резьбы винтовая линия поднимается слева направо, у левой — справа налево. Левая резьба имеет ограниченное применение.

В зависимости от числа заходов резьбы делят на однозаходные (рис. 6.5, б) и многозаходные (рис. 6.5, а). Многозаходные резьбы получают при перемещении профилей по нескольким винтовым линиям. Заходность резьбы можно определить с торца винта по числу сбегающих витков.

а)  б)

Рис. 6.5. Винты с правой трехзаходной (а) и левой однозаходной (б) резьбой

В зависимости от назначения резьбы делят на крепежные, крепеж-но-уплотняющие и для преобразования движения.

Крепежные резьбы применяют в соединениях для скрепления деталей. Они имеют треугольный профиль, отличающийся повышенным моментом сопротивления отвинчиванию и высокой прочностью (см. рис. 6.6).

Крепежно-уплотняющие резьбы применяют для скрепления деталей в соединениях, требующих герметичности. Их также выполняют треугольного профиля, но без зазоров в сопряжении болта и гайки (см. рис. 6.8).

Как правило, все крепежные резьбовые детали имеют однозаход-ную резьбу.

Резьбы для преобразования движения (вращательного в поступательное или наоборот) применяют в винтовых механизмах (в ходовых и грузовых винтах —см. рис. 20.3). Они имеют трапецеидальный (реже прямоугольный) профиль, который характеризуется малым моментом сопротивления вращению.

Достоинства резьбовых соединений. 1. Простота и технологичность коннструкции. 2. Удобство сборки, разборки, возможность применения для регулировки взаимного положения деталей. 3. Высокая нагрузочная способность. 4. Малая стоимость, обусловливаемая стандартизаци-ей и высокопроизводительными процессами изготовления.

Резьбовые детали отличаются большой номенклатурой для самых различных условий работы.

Недостатком резьбовых соединений является высокая концентрация напряжений вследствие наличия резьбы на поверхности деталей, что снижает их прочность при переменных напряжениях.

6.2. Геометрические параметры резьбы

Основными геометрическими параметрами цилиндрической резьбы чкляются (рис. 6.6):

d — номинальный диаметр резьбы (наружный диаметр винта);

d3 — внутренний диаметр резьбы винта по дну впадины;

d2 — средний диаметр резьбы, т. е. диаметр воображаемого цилинд-pа, на котором толщина витка равна ширине впадины;

р—шаг резьбы, т. е. расстояние между одноименными сторонами соседних профилей, измеренное параллельно оси резьбы;

рh, —ход резьбы, т. е. расстояние между одноименными сторонами одного и того же витка в осевом направлении (см. рис. 6.5): для одно-

заходной резьбы Рh=р; для многозаходной p,, = zp, где z —число заходов. Ход равен пути перемещения винта вдоль своей оси при повороте на один оборот в неподвижной гайке;

α — угол профиля резьбы;

γ —угол наклона боковой стороны профиля резьбы;

а=60°

Рис. 6.6. Резьба метрическая

Ψ-угол подъема резьбы (см. рис. 6.1), т. е. угол, образованный разверткой винтовой линии по среднему диаметру резьбы и плоскостью, перпендикулярной оси винта:

(6.1)

Из формулы (6.1) следует, что угол у возрастает с увеличением заходности резьбы.

Курс "Детали машин и основы конструирования" непосредственно опирается на курсы "Сопротивление материалов" и "Теория механизмов и машин", которыми, мы надеемся, студенты овладели в совершенстве. Кроме того, для успешного выполнения расчётно-графических работ и курсового проекта необходимы хорошие знания правил и приёмов курса "Инженерная графика".
Расчет на прочность сварных соединений