16. Резьбовые соединения. Резьба и её параметры.

Резьбовые соединения – это разборные соединения с применением резьбовых крепёжных деталей (винтов, болтов, шпилек, гаек) или резьбовых элементов, выполненных непосредственно на соединяемых деталях.

Резьба – чередующиеся выступы и впадины на поверхности тела вращения, расположенные по винтовой линии.

Достоинства резьбовых соединений:

1. возможность создания больших осевых нагрузок при относительно низких усилиях на инструменте (ключе);

2. возможность фиксации в затянутом состоянии вследствие эффекта самоторможения;

3. удобство сборки и разборки с применением стандартного набора инструментов (ключи, отвёртки);

4. простота конструкции и возможность точного изготовления;

5. наличие широкой номенклатуры стандартных изделий (винты, бол­ты гайки);

6. низкая стоимость крепёжных изделий

7. малые габариты в сравнении с соединяемыми деталями.

Недостатки резьбовых соединений:

1. высокая концентрация напряжения в дне резьбовой канавки вследствие малых радиусов скругления;

2. значительные энергопотери в подвижных резьбовых соединениях (низкий коэффициент полезного действия);

3. большая неравномерность распределения нагрузки по виткам резьбы (первый виток воспринимает, как правило, до 55% приложенной к соединению осевой нагрузки);

4. склонность к самоотвинчнванию при воздействии знакопеременных осевых нагрузок;

5. ослабление соединения и быстрый износ резьбы при частых разборках и сборках.

Основные параметры:

- d - наружный диаметр резьбы

- d₁ – внутренний диаметр резьбы

- d₂ - средний диаметр резьбы (диаметр воображаемого цилиндра, на поверхности которого ширина витка равна ширине впадины);

- Н₁ – рабочая высота профиля

- Н – высота исходного треугольника резьбы

- p - шаг резьбы – расстояние между одноимёнными точками двух соседних витков;

- a - угол профиля резьбы;

17. Расчет резьбовых соединений на прочность.

Прочность является основным критерием работоспособности резьбовых соединений.

Все стандартные болты, винты и шпильки с крупным шагом резьбы являются равнопрочными на разрыв стержня по резьбе, на срез резьбы и отрыв головки.

П оэтому расчет на прочность резьбового соединения проводят только по одному основному критерию — прочности резьбовой части стержня при растяжении:

где F₀ — осевая сила, растягивающая болт (винт); [о]_р — допускаемое напряжение при растяжении; Ар — расчетная площадь поперечного сечения нарезанной части болта, винта.

В момент затягивания винт испытывает растяжение и скручивание.Напряжение растяжения от силы F0:

Для стандартных метрических резьб:

Расчетный диаметр резьб определяется по формуле:

18. Шпоночные соединения:

Шпоночные соединения осуществляются с помощью шпонок, которые устанавливаются в пазах вала и в пазах ступицы колеса.

Шпоночные соединения предназначены для передачи крутящего момента.

Они широко применяются в машиностроении (при малых нагрузках и необходимости быстрой сборки/разборки).

Шпоночные соединения:

1. Ненапряженные – осущ. призматическими и сигментными шпонками, которые не вызывают деформации вала ступицы в сборке

2. Напряженные – осущ. клиновыми и тангенциальными шпонками, вызывающ. деформацию вала ступицы при сборке.