69

Соединения ДМ (2014)

Детали связаны между собой тем или иным способом. Эти связи можно разделить на:

• Подвижные, наличие которых обусловлено кинематической схемой в машине. (различ­ного рода шарниры, подшипники, зацепления и пр.)

• Неподвижные, которые обусловлены целесообразностью расчленения машины на уз­лы и детали для того, чтобы упростить производство, облегчить сборку, ремонт, транспортировку и т. п. (резьбовые, сварные, шпоночные и др.).

Неподвижные связи в технике называют соединениями.

По признаку разъемности все виды соединений можно разделить на:

• Разъемные соединения позволяют разъединять детали без их повреждения. К ним относятся резьбовые, штифтовые, клеммовые, шпоночные, шлицевые и профильные соединения.

• Неразъемные соединения не позволяют разъединять 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 и неподвижность деталей относительно друг друга.

Резьбовые соединения (2014)

1.ВВЕДЕНИЕ

Резьбовыми соединениями называют разъемные соединения с помощью резьбовых крепежных деталей — винтов, болтов, шпилек, гаек или резьбы, нанесенной непосредственно на соединяемые детали.

Резьба образуется путем нанесения на поверхность деталей винтовых канавок с сечением согласно профилю резьбы.

Этот термин произошел от технологического процесса ее изготовления — нарезания. Образо­ванные таким образом выступы носят название витков.

В современных машинах детали, имеющие резьбу, составляют свыше 60% от общего количества деталей. К ним относятся крепежные детали (болты, винты, гайки), большинство корпусных деталей

В связи с широким распространением резьб они в свое время стали первым объектом стандартизации в машиностроении. При разработке стандартов на резьбы во всех странах учитываются рекомендации ИСО - ISO – International Organization for Standartization (международная организация по стандартизации).

ПРЕИМУЩЕСТВА:

1. Простота и точность изготовления (технологичность).

2. Большая нагрузочная способность (возможность создания больших осевых сил ввиду клинового действия резьбы, а также большого отноше­ния длины ключа к радиусу резьбы);

3. Широкие регулировочные возможности (возможность фиксирова­ния зажима в любом положении благодаря самоторможению);

4. Удобство сборки и разборки (удобная форма и малые габариты);

5. Помимо крепежных целей, винтовые пары приме­няют для осуществления поступательного движения и, в частности, для подъема грузов и точных перемещений.

НЕДОСТАТКИ:

1. Отверстия под крепёжные детали как резьбовые так и гладкие вызывают концентрацию напряжений.

2. Склонность к самоотвинчиванию при вибрации, из-за чего требуется наличие стопорных устройств.

3. Для уплотнения (герметизации) соединения необходимо использовать дополнительные технические решения.

Примечание: коническая резьба обладает свойством герметичности и самостопорения.

2. Классификация резьб

3. Методы изготовления резьбы.

1. Нарезкой вручную метчиками или плашками. Способ малопроизводительный. Его применяют в индиви­дуальном производстве и при ремонтных работах.

2. Нарезкой на токарно-винторезных или специальных станках.

3. Фрезерованием на специальных резьбофрезерных станках. При­меняют для нарезки винтов больших диаметров с повышенными требованиями к точности резьбы (ходовые и грузовые винты, резьбы на валах).

4. Накаткой на специальных резьбонакатных станках-автоматах. Этим высокопроизводительным и дешевым способом изготовляют боль­шинство резьб стандартных крепежных дета­лей (болты, винты и т. д.). Накатка существенно упрочняет резьбовые детали.

5. Литьем на деталях из стекла, пластмассы и др.

6. Выдавливанием на тонкостенных и штампованных изделиях из жести, пластмассы и т.д.

4. Расчёты резьб

Нагрузка по высоте гайки распределяется крайне неравномерно. Первый (от опорного торца гайки ) виток резьбы несёт свыше 34% нагрузки, а шестой – лишь 5%.

Этот результат, впервые полученный проф. Н.Е. Жуковским в 1902 г., неоднократно подтверждался экспериментами, а позднее – точным решением.

Неравномерность распределения нагрузки по виткам резьбы учитывается опытным коэфф. k_m.

Равнопрочность резьбы и стержня винта является одним из условий назначения высоты стандартных гаек H=0,8d.

Параметры резьбы стандартных крепежных изделий подобраны таким образом, что наиболее слабым элементом является тело болта (винта, шпильки).

Для улучшения распределения нагрузки на практике применяют:

6. Варианты нагружения резьбового соединения

Вариант 1. Болт установлен в отверстие соединяемых деталей без зазора (чистые болты) и соединение нагружено поперечной силой. Отказ такого соединения наступает в результате среза болтов и смятия боковой поверхности болтов или деталей.

Вариант 2. Болт установлен в отверстие соединяемых деталей с зазором (черные болты) и соединение нагружено поперечной силой. Отказ такого соединения наступает в результате разрыва стержня болтов от растяжения (сжатия)

Вариант 3. Болт установлен в отверстие соединяемых деталей с зазором и соединение нагружено внешней осевой силой. Отказ такого соединения наступает в результате разрыва стержня болтов от растяжения (сжатия)

Метрическая резьба с крупным шагом по ГОСТ 9150-81

мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм
6	4,918	5,350	1	(22)	19,294	20,376	2,5
8	6,647	7,188	1,25	24	20,752	22,051	3
10	8,376	9,026	1,5	(27)	23,752	25,051	3
12	10,106	10,863	1,75	30	26,211	27,727	3,5
(14)	11,835	12,701	2	(33)	29,211	30,727	3,5
16	13,835	14,701	2	36	31,670	33,402	4
Примечание. Диаметры, указанные с скобках, менее предпочтительны.

Классы прочности и материалы стандартных крепежных изделий

Класс прочности обозначается двумя числами. Первое число, умноженное на 100, указывает минимальное значение пре­дела прочности (Мпа), второе, деленное на 10, указывает от­ношение предела текучести к пределу прочности, а следователь­но, их произведение представляет собой предел текучести. При стесненных габаритах выбирают резьбовые детали высо­ких классов прочности, что позволяет снизить массу узла.	Болты, винты, шпильки		Гайки
	Класс прочности	Марка стали	Класс прочности	Диаметр резьбы, мм	Марка стали
	3.6	10, 10кп	4	> М16
	4.6	20	или		Ст. 3
	4.8	10, 10кп	5	М16
	5.6	30, 35	5		10
	5.8	10, 10кп, 20, 20кп	5
	6.6	35, 45, 40Г	6	М48	15
	6.8	20, 20кп	6
	8.8	35, 35Х, 35ХА,	8
		45Г	9	> М16	20, 35, 40Х
	9.8	40Х, 30ХГСА	9	М16
	10.9	16ХСН, 20Г2Р	10	М48	35Х,
	12.9	40ХНМА	12		38ХА