2 Соединения деталей машин

Соединения – узлы, образованные соединительными деталями (болты, заклепки и др.) и прилегающими частями соединяемых деталей (напр. фланцами), форма которых подчинена задаче соединения.

Соединения позволяют составить – собрать из отдельных деталей машину или агрегат.

Соединения по признаку возможности разборки делят на неразъемные, которые нельзя разобрать без разрушения или повреждения (заклепочные, сварные), и разъемные, позволяющие повторные сборку и разборку (резьбовые, шпоночные, шлицевые и т.д.). Разъемные соединения могут быть неподвижными и подвижными (например, шпоночные и шлицевые), т.е. возможно относительное перемещение деталей соединения, предусмотренное их функциональным назначением.

Общей тенденцией в развитии соединений является приближение их к целым деталям и удовлетворение условию равнопрочности с соединяемыми элементами. К другим требованиям, предъявляемым к соединениям, могут быть требования плотности (герметичности) (например в трубопроводах) и жесткости.

2.1 Резьбовые соединения

2.1.1 Общие сведения

Резьбовые соединения – разъемные соединения деталей с помощью резьбы или резьбовыми крепежными деталями – винтами, болтами, шпильками, гайками. Свыше 60% всех деталей имеют резьбу.

Резьба – нанесенные на поверхность деталей винтовые канавки, с сечением, согласно профилю резьбы.

Резьбу получают (формируют) методом резания, накатыванием (обработкой давлением), литьем и прессованием (композиционных материалов, порошков).

Термин винт применяют как общий (объединяющий также болты и шпильки) и как частный (т.е. крепежная деталь, ввинчиваемая в деталь).

2.1.2 Классификация резьб

Резьба может быть наружной и внутренней.

В зависимости от формы поверхности резьба может быть цилиндрической и конической.

В зависимости от направления винтовой линии резьбы бывают правые и левые.

В зависимости от числа заходов резьба может быть однозаходной и многозаходной.

В зависимости от назначения резьбы делятся на крепежные, крепежно-уплотняющие и кинематические (ходовые и грузовые).

Крепежные резьбы применяют в резьбовых соединениях. Крепежные резьбы имеют треугольный профиль, отличающийся повышенным моментом сопротивления отвинчиванию, высокой прочностью. Как правило, крепежные резьбовые детали имеют однозаходную резьбу.

Крепежно-уплотняющие резьбы применяют в соединениях, требующих герметичности (трубопроводы и т.д.). Они также имеют треугольный профиль, но без зазоров в сопряжении винта и гайки.

Кинематические (ходовые и грузовые) резьбы применяют в передачах винт-гайка. Они имеют минимальный угол наклона рабочей поверхности резьбы (от 0° – у прямоугольной резьбы до 15° – у трапецеидальной резьбы), и, как следствие, меньшие потери на трение.

2.1.3 Геометрические параметры резьбы

Рассмотрим цилиндрический стержень с нанесенной на поверхности винтовой линией (рис. 2.1а).

Расстояние 1–2 = – шаг винтовой линии.

Шагом резьбы называется расстояние между двумя одноименными точками двух соседних витков.

Если развернуть боковую поверхность цилиндра на плоскость, то винтовая линии примет вид прямой наклонной линии.

а	б
Рис. 2.1. Геометрические параметры винтовой линии

Угол подъема винтовой линии :

.

Если на поверхность детали наносится один винтовой выступ, резьбу называют однозаходной. В механизмах применяют также двух-, трех- и четырехзаходные резьбы, называемые многозаходными (рис. 2.1б).

Для многозаходной резьбы вместо шага используется ход: ,

где – число заходов.

- для многозаходных резьб.