Классификация деталей

1. Соединения (соединительные детали)

Все соединительные детали делят на 2 группы:

3. Разъемные соединения

• Резьбовые соединения

• Шпоночные соединения

• Штифтовые соединения

• Шлицевые соединения

4. Неразъемные соединения

• Заклепочные соединения

• Сварные соединения

• Паяные соединения

• Прессовые соединения (с гарантированным натягом)

2. Механические передачи

(передаточные механизмы)

Механические передачи передают энергию от двигателя рабочим органам машины с преобразованием параметров движения (крутящий момент, частота вращения и т.д.)

2. Передачи, основанные на использовании трения

• Фрикционные

• Ременные

1. Передачи, основанные на использовании зацепления

• Зубчатые

• Червячные

• Цепные

• Винтовые (винт-гайка)

4. Детали, обеспечивающие работу передач

6. Валы

7. Оси

8. Подшипники

9. Муфты

10. Основания (станки, корпуса и т.д.)

5. Устройства для защиты от загрязнения и смазки

6. Пружены и рессоры предназначены для защиты от вибраций.

Соединения и соединительные детали.

Для выполнения своих функций детали соединяют между собой определённым образом.

I группа: Разъёмные соединения – детали, которые легко разобрать.

II группа: Неразъёмные соединения – детали, которые нельзя разобрать без разрушения.

Резьбовые соединения

Резьбовые соединения (относятся к I группе, т.е к разъёмным соединениям) – это соединения осуществляются с помощью резьбовых крепежных деталей: винтов, болтов, гаек, резьб, выполненных в корпусе, винтовых стяжек и др.

Резьбовые соединения получили наиболее широкое применение в технике.

Основные преимущества:

1. простота конструкции

2. простота изготовления

3. возможность фиксирования деталей в любом положении, это позволяет осуществлять регулировочные работы

4. возможно создание значительных осевых нагрузок при небольшом крутящем моменте

5. возможность преобразования вращательного движения в поступательное.

6. Возможность осуществлять поступательное перемещение с большой точностью.

Недостатки:

• низкий КПД

• большие габариты соединений и масса

• износ рабочих поверхностей

• относительно не высокая прочность

Резьба – это выступы, образованные на основной поверхности винтов или гаек и расположенные по винтовой линии (поверхность, образованная при вращательном движении плоскостного контура по цилиндру или конусу).

Основной элемент поверхности это профиль резьбы. Профиль резьбы – это контур сечения резьбы в плоскости, проходящей через продольную ось цилиндра или конуса.

По форме профиля резьбы выполняют:

1. треугольный профиль

2. прямоугольный профиль

3. трапецеидальный профиль

4. круглый, специальный и др.

По направлению винтовой линии выполняют следующие виды резьб:

1. правая резьба (имеет основное применение) гайка вращается по часовой стрелке, а винтовая линия направлена слева направо и вверх.

2. левая резьба (используется в специальных случаях) винтовая линия направлена справа налево.

По количеству заходов выполняют:

1. однозаходная резьба (все крепежные резьбы – однозаходные).

2. многозаходные резьбы (2 или несколько до 8) преимущественно в винтовых механизмах. Они редко применяется

По форме поверхности, на которую наносится резьба:

1. цилиндрические - наиболее распространенны

2. конические

По назначению:

1. крепежные

2. крепежно-уплотнительные

3. резьбы винтовых механизмов или передача типа винт-гайка

Геометрические параметры резьбы

Н - теоретическая высота профиля резьбы.

h – высота рабочего профиля резьбы характеризует зону контакта винта и гайки.

d – наружный и номинальный диаметр резьбы.

d₁ – внутренний диаметр резьбы (диаметр резьбы по впадинам).

d₂ – средний диаметр резьбы.

α – угол профиля резьбы.

p – расстояние по среднему диаметру между одноименными сторонами соседних профилей – шаг резьбы.

- ход резьбы, для многозаходных «р₁» – это произведение шага резьбы на число заходов резьбы. За один оборот гайка переместится на величину хода резьбы.

Если z=1 – ход равен шагу.

Если z=2 – ход равен двум шагам.

Многие резьбы стандартизованы. Для стандартных резьб проще и дешевле приобрести инструмент.

Ψ – угол подъема резьбы или угол подъема винтовой линии, угол, образованный касательной к винтовой линии резьбы с плоскостью, перпендикулярной к оси.

Один виток разрезают и разворачивают на плоскости, получим прямоугольный треугольник.

длина окружности по среднему диаметру.

Типы резьб:

1. Резьба метрическая (получила название, так как все размеры измеряются в миллиметрах)– это крепежная резьба треугольная по профилю . Вершины могут быть прямыми и скругленными.

-простые, но не прочные

- прочнее, но технология изготовления сложнее. Меньше концентрация напряжений.

Резьбы выполняются с несколькими шагами

а)Основной крепежный шаг – это крупный шаг (Р=1,75;1,5мм). Если резьба с крупным шагом, ее обозначают М10 (метрическая, d=10),М8, М12

б)Если резьба с мелким шагом М10 1.Так как шаг меньше, уменьшается высота резьбы и угол подъема резьбы, а d₁ внутренний диаметр, увеличивается. Увеличение диаметра d₁ повышает прочность стержня винта, а уменьшает угол подъема Ψ. Тем самым увеличивает самоторможение, то есть уменьшается возможность самоотвинчивания. (Если уменьшить шаг при таком же d номинальном, уменьшается высота рабочего профиля, угол подъема увеличивается внутренний диаметр резьбы. Мелкая резьба прочнее, а увеличение повышает прочность стержня винта У мелкой резьбы лучше свойство самоторможения, и она лучше сопротивляется самоотвинчиванию.)

Но с уменьшением h, рабочего профиля резьбы понижается износостойкость и требуется более точное изготовление (то есть технология изготовления будет сложнее).

Мелкие резьбы применяют при динамических нагрузках, для тонкостенных деталей. Но мелкая резьба требует высокой точности. В общем случае используют резьбы с крупным шагом, они дешевле и менее чувствительны к точности изготовления.

Обозначают Р=1,25; 1,075; 0,5, М10х1

2. Резьба дюймовая – измеряется в дюймах, треугольная, крепежная.

α=55⁰; Номинальный диаметр обозначается в дюймах.

1 дюйм=25,4 мм Обозначают -знак дюйма.

Шаг резьбы характеризуется числом ниток резьбы на длине в один дюйм. Применение запрещено. (Основное применение: только ремонтные работы.)

3. Резьба трубная – (наноситься на наружную поверхность трубы) крепежно-уплотнительная, треугольная резьба.

Представляет собой мелкодюймовую резьбу, она нарезается на тонкостенных трубах ( ), со скругленными вершинами и впадинами.

За номинальный диаметр резьбы принимается внутренний диаметр трубы. Обозначается Труб (25,4 мм) d=33,24 мм (обозначаются в дюймах)

d₁=30,392мм

Наружный диаметр больше номинального на 2 толщины стенки.

d_y – диаметр условного прохода трубы.

Трубные резьбы обозначают в дюймах по диаметру условного прохода. Имеют мелкий шаг, т.к. на тонких стенках трубы невозможно нарезать крупную метрическую резьбу без резкого уменьшения прочности трубы.

4. Резьба коническая – крепежно-уплотнительная.

Наносится на коническую поверхность. Профиль резьбы дюймовый.

Конусность 1:16 (т.е на длине 16 мм превышение на 1 мм) Дает высокую плотность соединения, но сложнее технология изготовления чем в цилиндрических.

Ходовые резьбы

5. Резьба прямоугольная дает наименьшие потери на трении и имеет высокий КПД, она применяется для передачи осевых усилий в грузовых винтах (домкратных) и для передачи движения в ходовых винтах. Недостаток – нетехнологично. Нестандартно. Применение ограниченно и вытеснено трапецеидальной резьбой.

Применяется в механизмах типа винт-гайка. При износе образуются осевые зазоры (осевая игра), которые трудно устранить.

6. Резьба трапецеидальная – ходовая резьба.

α=30⁰. Это основная резьба для передач типа винт-гайка. Применяется как и прямоугольная для передачи усилия и движения. Симметричный профиль резьбы позволяет применять ее для реверсивных механизмов. У нее более высокий КПД, чем у метрической резьбы. 3 шага: мелкий, средний, крупный.

h=0.45p. Для выполнения домашнего задания выбираем d₁, а остальные размеры по справочнику.

7. Резьба упорная – разновидность трапецеидальной резьбы с не симметричным профилем.(среднее между прямоугольной и трапецеидальной резьбой).

Резьбы одностороннего действия для создания значительных осевых нагрузок с высоким КПД.

Высота рабочего профиля у упорных резьб составляет 0.75 от шага: h=0.75p.

Нагрузка прикладывается со стороны меньшего угла.

Применяется в основном в домкратах, прессах. Закрепление впадин повышает динамическую прочность

8. Круглая резьба (цоколь лампочки)

Преимущество – можно получить ее методом давления. У нее высокий срок службы при повышенном сопротивлении, при повышенных нагрузках. Применяется для часто завинчиваемых соединений, работающих в загрязненной песком и пылью среде, и для тонкостенных деталей с накатанной и наштампованной резьбой.

Крепежные функции не выполняет резьба.

9. Саморезные металлические винты. Резьбы для труб нефтяной промышленности.

Виды резьб: