Блок 1. Соединения деталей

Детали, составляющие машину, связаны между собой тем или иным способом. Эти связи можно разделить на подвижные (шарниры, подшипники, зацепления) и неподвижные (резьбовые, сварные, шпоночные). Неподвижные связи в технике называют соединениями.

По признаку разъемности все виды соединений можно разделить на разъемные и неразъемные. Разъемные соединения позволяют разъединять детали без их повреждения. К ним относятся резьбовые, штифтовые, клеммовые, шпоночные, шлицевые и профильные соединения. Неразъемные соединения не позволяют разъединить детали без их повреждения. Применение неразъемных соединений обусловлено технологическими и экономическими требованиями. К этой группе соединений относятся заклепочные, сварные и соединения с натягом.

Основным критерием работоспособности и расчета соединений является прочность. Необходимо стремиться к тому, чтобы соединение было равнопрочным и с соединяемыми деталями.

1. Резьбовые соединения

Соединения деталей с помощью резьбы являются одним из старейших и наиболее распространенных видов разъемного соединения. К ним относятся соединения с помощью болтов, винтов, шпилей и т.д.

Резьба

Резьба – выступы, образованные на основанной поверхности винтов или гаек, расположенные по винтовой линии.

По форме поверхности различают цилиндрические и конические резьбы. По форме профиля различают треугольные, прямоугольные, трапециидальные, круглые резьбы. По направлению винтовой линии различают правую и левую резьбы. По числу заходов различают одно-, двух- и многозаходную резьбы. По назначению различают крепежные (метрическая, трубная, круглая) и ходовые (прямоугольная, трапецеидальная, упорная) резьбы.

а) прямоугольная; б) трапециидальные; в) треугольные; г) круглые; д) упорные.

Рисунок 1 - Классификация резьб по форме профиля

Рисунок 2 - Геометрические параметры резьбы

Геометрические параметры резьбы:

d – наружный диаметр;

d₁ – внутренний диаметр;

d₂ – средний диаметр (ширина выступа равна ширине впадины);

h – рабочая высота профиля;

р – шаг (расстояние между одноименными сторонами соседних профилей);

р₁ - ход (относительное осевое перемещение гайки за один оборот), для однозаходных резьб р₁=р, для многозаходных р₁=nр, где n – число заходов;

α – угол профиля;

Ψ – угол подъема.

tg Ψ= р₁(π d₂)= nр/( n d₂)

Все геометрические параметры резьб и допуски на их размеры стандартизированы.

Рисунок 3 - Определение угла подъема по среднему диаметру

Основные типы крепежных деталей

Для соединения деталей применяют болты (винты с гайками), винты, шпильки с гайками.

Основным преимуществом болтового соединения является то, что не требуется нарезать резьбу в соединяемых деталях, однако обе соединяемые детали должны иметь места для расположения головки или гайки.

Винты и шпильки применяют в тех случаях, когда постановка болта невозможна и нерациональна.

а) болтовое соединение; б) винтовое соединение; в) соединение шпилькой.

Рисунок 4 - Основные виды крепежных соединений