pm_l_3 Прикл мех Деталi машин

160

Трубнарізьба(рис.16.1,б) використовуєтьсядлягерметичного з’єднаннятрубарматури. Цярізьбамаєкутпрофілю витків =55 , вершинитавпадинивитківзакругленіівідсутнійзазорміжвершинамитавпадинами, щонадаєз’єднаннюдеталейвисокущільність.

Трубнарізьбамаємалийкроквитків, оскількинарізуєтьсяна трубізмалоютовщиноюстінки. Заномінальнийдіаметртрубноїрізьбиберутьвнутрішнійдіаметртруби. Зовнішнійдіаметртакоїрізьбив дійсностібільшийномінальногонадвітовщинистінкитруби.

У міжнародному стандартідля трубноїрізьби зберігається дюймовевимірювання(1 мм). Позначеннятрубноїрізьбивтехнічнійдокументаціїтаке: Трубн. 2 кл.2 – трубнарізьбаізномінальнимдіаметром2 дюймизадругимкласомточності.

Нинізамістьтрубнихрізьбчастозастосовуютьметричнірізьби змалимкрокомвитків.

Кругларізьба(рис.16.1, в) зручнадлявиготовленнянакатуваннямабовитисканнямнатонкостіннихметалевихтапластмасовихдеталях, атакож відливаннямначавунних, скляних, пластмасовихта іншихвиробах. Профільвитківкруглоїрізьбиутворюєтьсяспряженимидугамикіл, акутпрофілю = 30

161

Круглірізьбимаютьобмеженезастосування, івосновномувони використовуютьсядлядеталей, щочастозагвинчуютьсятавідгвинчуютьсявумовахзабруднення(пожежнаарматура, вагонністяжки, цоколіелектроламптаін.). Параметрикруглоїрізьбирегламентовані ГОСТ6042-83.

16.1.2 Кріпильнірізьбовідеталі, їхніконструкціїтаматеріали Дляз’єднаннядеталейвикористовуютьболти(гвинтизгайка-

ми), гвинтиабошпильки(рис. 16.2, а-в).

Рисунок16.2 - З’єднаннязадопомогоюболта, гвинтаташпильки

Використанняболтівдляз’єднаннядеталейневимагаєнарізуваннявцихдеталяхрізьби. Цеособливоважливовтихвипадках, коли матеріалдеталінеможезабезпечитидостатнюміцністьрізьби. Однак уз’єднанніболтомповиненбутипередбаченийпростірдляголовки болтатагайки, атакожмаємісцедеяканезручністьвиконанняскладальнихоперацій, бопризагвинчуванніабовідгвинчуваннігайки треба утримувати головку болта від прокручування. Болтове з’єднаннядещозбільшуємасувиробуівдеякійміріспотворюєйого зовнішнійвигляд.

Гвинтиташпилькитребавикористовувативтихвипадках, коли законструкцією з’єднаннязастосуванняболтівнеможливеабонераціональне. Гвинтиташпилькивимагаютьпевноїглибинизагвинчуванняводнуіздеталейз'єднання. Якщоприексплуатаціїз’єднання виникаєпотребаубагатократномуз’єднуваннідеталей, тодлязапобіганняможливомуруйнуваннюрізьбидеталіпереваганадаєтьсяз'єднаннюшпилькоюабоболтовомуз’єднанню.

162

Геометричніформитарозміригвинтів, гайок, шпильокдужерізноманітніідостатньоописаніувідповіднихдовідникахтастандартахрізьбовихкріпильнихдеталей.

Длявиготовленнякріпильнихрізьбовихдеталейвикористовуютьсталі: вуглецевізвичайноїякості, якісніконструкційніталеговані конструкційні. Механічнівластивостісталевихкріпильнихдеталей нормуються заГОСТ1759.4-87, згіднозякимболти, гвинтиташпилькиподіляютьсяна12 класівточності, агайки– на7 класів.

Таблиця16.2 - Рекомендаціїдовиборуматеріалуболтівтагайок

Класміцностіболтів, гвинтівташпильокпозначаєтьсядвома числами, розділенимикрапками. Першечисло, помноженена100, визначаємінімальнезначенняграниціміцності м, МПа, матеріалубо-

лта, адругечисло, поділенена10 іпомноженена м, даєграницю текучостіматеріалуболта. Наприклад, дляболтакласуміцності5.6

ченняболта, наприклад, ізномінальнимдіаметромрізьби d=12мм, малимкрокомР=1,25мм, довжиною =60 ммтакласом міцності 4.6 записують: БолтМ12 60,46 ГОСТ7805-70. Більшдетальнівідомостіпроумовніпозначеннякріпильнихдеталейнаведенів ГОСТ1759.0-87. Найнижчимкласомміцностіболтів, гвинтівташпильокбуде3.6, анайвищим– 14.9. Класміцностігайокпозначається однимчислом. Якщоцечислопомножитина100, тобудимоматинапругу F , МПа, віднавантаженнявипробувань. Наприклад, длягайки

нижчогокласуміцності4 маємо F =4 МПа(сталімарокСт3,

163

Ст3кп), адлягайкивищогокласуміцності14- F =14 =1400 МПа

(легованісталі35ХГСА, 40ХНМА). Умовнепозначення, гайки, наприклад, ізномінальним діаметром різьбиd=12мм, малим кроком Р=1,25мм такласом міцності8 записують: ГайкаМ ГОСТ

5427-70.

Механічніхарактеристикиматеріаліврізьбовихдеталей(деякі витягиізГОСТ1759.4-87) наведенівтабл.16.2 і16.3.

Вибірматеріалівкріпильнихдеталейпов’язанийзособливостямиумовроботиз’єднань, вимогамидогабаритівтамасиз’єднання

Таблиця16.3 - Рекомендаціїдлявиборуматеріалугайок

Підчасвиборуматеріалугайкирекомендуєтьсябратидоуваги такувказівку: напругавіднавантаженнявипробуванняповиннавідповідатимінімальнійграниціміцностіматеріалуболта, зякимкомплектуєтьсягайка.

16.1.3 Розрахуноквитківрізьбинаміцність Нерівномірнийрозподілнавантаженнянавиткирізьбигайкиза-

трудняєїхрозрахунокнаміцність. Томунапрактицізастосовують умовнірозрахунки. Умовністьрозрахунківкомпенсуєтьсяпорівняннямрозрахунковихнапружень, добутихзаумовирівномірногорозподілунавантаженнянавитках, іздопустимими напруженнями, що встановленідосліднимшляхом.

Витки різьби розраховуютьзаумовамиобмеженнянапруги зминаннянаповерхняхїхньогоконтактутанапругизрізувитківна гвинтіабонагайці(рис.16.3).

Умоваміцностівитківрізьбизанапруженнямизминання:

H 1 – робочависотавитків;

Z – кількістьвитківугайцівисотоюh.

Рисунок16.3 - Дорозрахункувитківрізьбинаміцність

Умоваміцностівитківзанапруженнямизрізудлягвинта:

165

Якщоматеріалгвинтатагайкиоднаковий, тозанапругамизрізу розраховуютьтількивиткигвинта, боd d 1 . Допустимінапруження

зрізуможнабрати[ ] зр=(0,2...0,3) т.

Умовиміцностівитківрізьбидозволяютьвизначитипотрібну висотугайкиh. Приоднаковихматеріалахгвинтатагайкиh требавибиратитакожзаумовоюрівноміцностівитківрізьбитастержнягвинта. Так, якщовзятизаграничнінапруженняграницітекучості тпри

рівноміцностірізьбиназрізістержнягвинтанарозтягматимевигляд:

Іззаписаноїрівностідістаємо, щоh 0,52d 1 . Висотустандарт-

нихгайок, щопрацюютьупарізгвинтамиізодногоітогожматеріалу, берутьh=0,8d.

16.1.4Розрахунокнаміцністьстержняболта(гвинта) для різних випадківнавантаженняз’єднання

16.1.4.1 З’єднаннянезатягнутимболтом, щонавантажене зовнішньоюосьовоюсилою Прикладомтакогоз’єднанняможебутикріпленнявантажної

петлі(рис.16.4).

Особливістюцьогоз’єднанняєте, щоболтнемаєпопередньої затяжки(між деталямиз’єднанняєзазор). Принавантаженніпетлі силою F встержніболтавиникаєдеформаціярозтягу. Небезпечним перерізомстержнябудеперерізнарізьбовійділянці, площаякого

d 2

А 1 0,785d12 . 4

166

Значення d 1 округляютьдостандартного, заякимвстановлюютьномінальнийдіаметрd різьбиболта(див. табл. 16.1).

Допустименапруження р т , декоефіцієнтзапасуміц-

S

ностіболтаприймаютьS=2...3.

16.1.4.2З’єднаннязатягнутимболтомбеззовнішнього навантаження

Такіз’єднаннязустрічаютьсявтихвипадках, колитребазакріпитидеталі, наякінедіютьзовнішнісили, аз’єднанняповиннобути герметичним(наприклад, кріпленнярізнихкришок, люківтаін.). ПотрібнусилузатяжкиболтаF0 (рис.16.5) вибираютьізумовизабезпе-

ченнягерметичностістикудеталей(міждеталямизнаходитьсяпружнапрокладка).

167

Призатяжціз’єднаннястерженьболтарозтягуєтьсяосьовою

ківрізьби; f=0,15…0,20 – коефіцієнттертяковзання.

Рисунок16.5 - З’єднаннязатягнутимболтомбеззовнішнього навантаження

Небезпечним перерізом дляболтаєпереріздіаметромd1 на різьбовійділянці(перерізізнайменшимдіаметром).

ВіддіїсилиF 0 напругарозтягу

ПрискручуванністержняболтамоментомТ напругавизнача-

sp

ється

168

тут - коефіцієнт, щовраховуєскручуванняболтапризатяжці:

Розрахункипоказують, щодлястандартнихметричнихрізьб1,3 . Томуболт, затягнутийвтакомуз’єднанні, можнарозрахову-

ватитількинарозтяг, аленезадійсною, азазбільшеноюна30% силою затяжкиF 0 . Згіднозумовою(16.15) потрібнийвнутрішнійдіа-

метррізьбиболта

Значенняd 1 узгоджуютьізстандартнимівибираютьноміналь-

нийдіаметрd різьбиболта(див.табл.16.1).

16.1.4.3Болтовез’єднаннядеталей, щонавантажені силамизсуву

Втакомуз’єднанніосновноюумовою надійностієвідсутність відносного зсуву деталей. Розглянемо два варіанти виконання з’єднання.

1. Болтвстановленоуотворидеталейіззазором(рис.16.6, а).

деF – зовнішнясила, щодієнадеталіз’єднання; F s - силатертявод-

нійпаріплощинстиканнядеталей; i – числопарплощинстику; F 0 -

cилазатяжкиболта; f – коефіцієнттертяковзаннявстикахдеталей. Якщоввестикоефіцієнтнадійності з'єднанняК, тоізумови

(16.18) можнавизначитипотрібнусилузатяжкиболта:

d1

Рисунок16.6 – З’єднанняболтом, поставлениміз зазором(а) ібеззазора(б)

Значення К вибирають: при статичному навантаженніз’єднання К=1,3…1,5; придіїзмінногонавантаженняК=1,8…2,0.

СилаF 0 даєзмогувизначити потрібний внутрішній діаметр різьбиd1 ізумовиміцностіболтанарозтяг. Післяпідстановки(16.19)

в(16.17) дістанемо

У розглянутомуз’єднаннізовнішнясилаF безпосередньона болтнепередається. Томуболтрозраховуютьтількинастатичнуміцністьзапотрібноюсилоюзатяжкинавітьпридіїзмінноївчасізовнішньоїсили.

2. Болт встановленоуотворидеталейбеззазора(рис.16.6, б). ЗовнішнясилаF безпосередньопередаєтьсянаболт, томусилитертя міждеталяминевраховуються, азатяжкаболтанеобов’язкова.

Болтуцьомуз’єднаннірозраховуютьзаумовою міцностіна

зріз.

Тутзрізболтавідбуваєтьсяудвохплощинах, тому