Лекция 13 Соединения. Резьбовые соединения

• Соединения делятся на зацепляющие, фрикционные и резьбовые.  

• Неразъемные соединения включают прессовые, сварные, пайные, заклепочные и клеевые.  

• Сегодня рассматриваются неподвижные соединения.  

• Резьбовые соединения используются для скрепления деталей.  

• Резьба может быть наружной и внутренней, левой и правой.  

• По числу заходов резьба бывает однозаходной и многозаходной.  

• Резьбы делятся на крепежные, крепежно-уплотняющие и ходовые.  

• Крепежные резьбы обычно треугольные или круглые.  

• Ходовые резьбы могут быть трапецидальными или прямоугольными.  

• Метрическая резьба является наиболее часто используемой.  

• Треугольная резьба имеет преимущества в прочности и технологичности.  

• Метрическая резьба имеет номинальный диаметр и шаг.  

• Основные параметры: наружный и внутренний диаметры, средний диаметр, шаг и ход резьбы.  

• Шаг определяет прочность, а ход - осевое перемещение винта.  

• Угол профиля и угол подъема резьбы также важны для расчетов.  

• ГОСТ 8724-2002 внес изменения в обозначение метрической резьбы.  

• Изменения касаются обозначения шага и хода резьбы.  

• Метрическая резьба обозначается буквой "М".  

• Крупный шаг не указывается, мелкий шаг обозначается крестиком.  

• Левая резьба обозначается знаком "LH".  

• Многозаходная резьба обозначается ходом резьбы и шагом.  

• Поле допуска указывается в конце обозначения резьбы.  

• Дюймовая резьба обозначается буквой "G" и значением в дюймах.  

• Трубная резьба имеет угол профиля 55 градусов и используется в трубах.  

• Конические резьбы обеспечивают непроницаемость без дополнительных уплотнений.  

• Метрическая коническая резьба имеет треугольный профиль и конусность 1:16.  

• Трубная коническая резьба имеет угол профиля 55 градусов и конусность 1:16.  

• Ходовые резьбы имеют уменьшенный угол профиля для уменьшения трения.  

• Трапецидальная резьба обозначается номинальным диаметром и шагом.  

• Упорная резьба предназначена для восприятия односторонней нагрузки и имеет угол наклона рабочей стороны 3 градуса.  

• Обозначение резьбы: буква "С", номинальный диаметр 50, шаг резьбы 8.  

• Левая резьба обозначается буквой "Л".  

• Прямоугольная резьба не стандартизирована, используется редко из-за технологических сложностей.  

• Круглая резьба удобна для литья, используется в крепежных и уплотняющих изделиях.  

• Поля допусков резьбовых деталей ГОСТ 16093-2004.  

• В машиностроении применяются средний и грубый классы резьбы.  

• Точная резьба используется в ответственных конструкциях и для позиционирования.  

• Основные материалы: конструкционные и легированные стали, бронзы, латуни.  

• Высокая пластичность важна для болтов и гаек, работающих в соединениях.  

• Легированные стали применяются для высоконагруженных деталей.  

• Классы прочности определяются двумя числами, например, 3.6.  

• Допускаемые напряжения определяются пределом текучести и коэффициентом запаса.  

• Сила затяжки зависит от осевой нагрузки и класса прочности.  

• Важно правильно рассчитать силу затяжки, чтобы избежать срыва резьбы.  

• Нарезка резьбы метчиком или плашкой.  

• Точение на токарном станке.  

• Нарезка с помощью фрез и накатывание резьбы.  

• Болты, винты, гайки, шайбы, шпильки.  

• Болты соединяют пакеты, снабжаются шайбой и гайкой.  

• Резьба на болтах может быть неполной или отсутствовать.  

• Длина болта измеряется от нижнего торца головки до окончания стержня.  

• Форма головки может быть шестигранной, квадратной, круглой или конической.  

• В случае потайной головки длина определяется от внешней плоскости.  

• Болты выполняются с метрической резьбой с крупным и мелким шагом.  

• Мелкий шаг резьбы одинарный, а не множественный.  

• Размеры болтов и допуски определяются по ГОСТам.  

• Болты с шестигранной головкой выпускаются по стандарту 7798.  

• Диаметры болтов от 8 до 48 мм, длина от 8 до 300 мм.  

• Существуют четыре исполнения болтов, отличающиеся способом фиксации.  

• Обозначение начинается с буквы "Б", затем номер исполнения и параметры резьбы.  

• Пример: М12х1.25-6Ж, где М12 - номинальный диаметр, 1.25 - мелкий шаг, 6Ж - класс допуска.  

• Длина, класс прочности, материал и тип покрытия также указываются.  

• Длина болта подбирается в зависимости от толщины пакета и высоты гайки.  

• Для нестандартных высот гайки и шайбы расчет сложнее.  

• Важно учитывать вылет болта для прочности соединения.  

• Винты ввинчиваются в одну из соединяемых поверхностей.  

• Винты с цилиндрической головкой по ГОСТ 1491.  

• Длина винта рассчитывается в зависимости от материала и скрепляемой детали.  

• Обозначение начинается со слова "винт", затем класс точности и исполнение.  

• Пример: М8х1.0-6Ж, где М8 - номинальный диаметр, 1.0 - крупный шаг, 6Ж - класс допуска.  

• Длина винта определяется аналогично болту, но с учетом материала и заглубления.  

• Шпилька сочетает в себе возможности винта и болта.  

• Не требует сквозного сверления, работает как винт.  

• Применяется в корпусных деталях, где нет доступа к шляпке болта.  

• Шпильки выпускаются по нескольким ГОСТам.  

• Различаются классы точности и длина посадочного конца.  

• Обозначение шпильки включает резьбу, длину и класс прочности.  

• Длина шпильки определяется длиной выступающего конца.  

• Общая длина шпильки зависит от ГОСТа и материала.  

• Выбор длины посадочного конца зависит от материала скрепляемых деталей.  

• Основные типы гаек: шестигранные и другие формы.  

• Используются с болтами и шпильками, выпускаются в разных исполнениях.  

• Применяются для предотвращения самоотвинчивания и защиты резьбы.  

• Шайбы применяются для увеличения трения и предотвращения повреждений.  

• Круглые шайбы защищают поверхность и увеличивают площадь контакта.  

• Пружинные шайбы предотвращают самоотвинчивание.  

• Важно надежно закрепить резьбу, чтобы предотвратить самоотвинчивание.  

• Используются контргайки, конусные шайбы и лепестки для создания дополнительного трения.  

• Важно правильно рассчитать момент затяжки для предотвращения повреждений.  

• Момент затяжки определяется силой и длиной ключа.  

• Используется динамометрический ключ для точного измерения силы.  

• Важно правильно рассчитать момент затяжки для надежного крепления.  

• Момент завинчивания состоит из двух частей: момент трения в резьбе и момент трения на торце гайки.  

• Оба момента зависят от осевой силы Fа, которая создается при завинчивании.  

• Сначала гайка легко закручивается, затем появляется сила трения, зависящая от нормальной силы Fа.  

• Рассматривается резьба прямоугольного профиля, затем переносим на треугольные и трапецидальные профили.  

• Конструкция рассматривается как ползун, двигающийся по наклонной плоскости под действием силы Fт.  

• Окружная сила Fт зависит от силы Fа и угла подъема резьбы.  

• Момент сопротивления в резьбе равен Fа, умноженному на тангенс угла подъема резьбы и угла трения.  

• Угол трения определяется как арктангенс коэффициента трения.  

• Для перехода от прямоугольного профиля к другим формам используется коэффициент трения.  

• Для расчета момента сил трения на торце гайки нужно знать средний диаметр.  

• Сила трения определяется как нормальная сила Fа, умноженная на коэффициент трения.  

• Момент затяжки зависит от силы Fа и геометрии.  

• Коэффициент полезного действия резьбы определяется как отношение полезной работы на винте к затрачиваемой работе на ключе.  

• Пример: при угле подъема 2.5 градуса и коэффициенте трения 0.15, КПД составляет 0.25.  

• Крепежная резьба не предназначена для увеличения коэффициента трения, наоборот, чем меньше, тем лучше.  

• Момент сопротивления при отвинчивании похож на момент сопротивления при завинчивании, но с обратными углами.  

• Условие самоторможения: момент отвинчивания должен быть больше нуля.  

• Если угол подъема резьбы меньше приведенного угла трения, гайка находится в условиях самоторможения.