§2. Штифтовые и профильные соединения

Штифтовые соединения служат для соединения осей и валов с установленными на них деталями при передаче небольших моментов. По назначению их разделяют на силовые и установоч­ные. В качестве силовых используют конические и фа­сонные штифты.

При больших нагрузках ставят два или три штифта (под углом 90 или 120"). При передаче знакопеременной нагрузки эти штифты следует устанавливать так, чтобы исклю­чить их выпадение. Материал штифтов — сталь Ст5, Ст6, 40, 35Х и др. Штифты рассчитывают на срез и смятие

Профильные соединения относятся к бесшпоночным соединениям. Соединяемые детали скрепляются между собой посредством взаимного контакта по некруглой поверхности. Простейшим профильным соединением является соединение с валом или с осью, как показано на рис. 9.17, а.

Профильные соединения надежны, но трудновыполнимы, поэтому применение их ограничено. Расчет на прочность профильных соединений сводится в основном к проверке их рабочих поверхностей на смятие.

Глава17 резьбовые соединения

§ 1. Виды резьбовых соединений

Резьбовые (разъемные) соединения выполняют с по­мощью резьбовых крепежных деталей - болтов, винтов, шпилек, резьбовых муфт, стяжек и т. п.

Основным элементом резьбового соединения является резьба.

Рис.1

Различают резьбу цилиндрическую и коническую, на­ружную (болт, винт, шпилька и т. п.) и внутреннюю (гайка).

Рис.2

§ 2. Основные типы резьб, их сравнительная характе­ристика и область применения

По назначению резьбы делятся на крепежные, крепежно-уплотняющие и резьбы для передачи движения.

К крепежным резьбам относят метрическую (рис. 2, а), дюймовую (рис. 2, б) и специальную (часовую). Крепежно-уплотняющие резьбы используют в резьбовых изделиях, пред­назначенных как для скрепления деталей, так и для создания герметичности. К ним относятся резьбы: трубная цилиндри­ческая (см. рис. 2, в), трубная коническая (см. рис. 2, г), коническая дюймовая (рис. 2, д), круглая ( рис. 2, е). Резьбы для передачи движения, применяемые в передачах винт-гайка: прямоугольная, трапецеидальная, упорная ( рис. 2, ж-и).

Метрическая резьба является основной крепежной резьбой. Она имеет треугольный профиль с углом а = 60°; диаметр и шаг измеряются в миллиметрах. Метрические резьбы бывают с крупным и мелким шагом (табл. 13.1). Метри­ческую резьбу с крупным шагом (Р = 1… 6 мм) применяют при диаметрах d = 1…68 мм. При обозначении на чертежах наружный диаметр указывают в миллиметрах. Резьбы с малым шагом применяют, в частности, при изготовлении резьбовых тонкостенных деталей.

Дюймовая резьба (см. рис. 13.3, б) относится к крепеж­ной резьбе. В России ее применяют только для резьбовых дета­лей старых, а также импортных машин (США и др.). Дюймо­вая резьба характеризуется тем, что имеет треугольный про­филь с углом а = 55°, а диаметр измеряется в дюймах, шаг - числом ниток резьбы на длине в 1".Эта резьба была стандартизована для наружных диаметров А = 3/16" - 4" и числом ниток на I" от 28 до 3. В настоящее время этот стандарт отменен. При обозначении дюймовой резьбы наружный диаметр указывают в дюймах.

Часовая резьба является разновидностью метрической резьбы, нарезаемой па резьбовых изделиях с наружным диамет­ром d = 0,25 - 0,9 мм и шагом Р = 0,075 - 0,225 мм. При ее обозначении указывают наружный диаметр в миллиметрах, например, для d= 0,5 мм обозначение резьбы – М 0,5. Часовую резьбу применяют в часовой промышленности и приборо­строении.

Трубную цилиндрическую (рис. 2. в) и трубную ко­ническую (рис. 2.г) резьбы используют как креп ежно-уплотняющие. Они представляют собой мелкие дюймовые резьбы (число ниток резьбы на 1" - от 28 до 11), нарезаемые в основ­ном на трубах и арматуре трубопроводов с внутренним диа­метром d_тр = 1/8"- 6". Для лучшего уплотнения резьбу выпол­няют с закругленным треугольным профилем без зазоров по выступам и впадинам. Условное обозначение резьбы дается по внутреннему диаметру (в дюймах) трубы, на которой она нарезана.

Коническая дюймовая резьба (рис. 2, д) является разновидностью дюймовой резьбы, нарезаемой на конических поверхностях резьбовых изделий, с наружным диаметром d = 1/16" -г- 2", используется как крепежно-уплотняющая резьба. Конические резьбы обеспечивают герметичность соединения резьбовых деталей без специальных уплотнений. Применение конической резьбы позволяет резко уменьшить время завин­чивания и отвинчивания, что часто имеет решающее значение для быстроразборных соединений.

Для нарезания на диаметре 3/4" обозначение конической резьбы КЗ/4".

Круглую резьбу (см. рис.2,е) применяют для резьбовых соединений, несущих большие динамические нагрузки (вагонные сцепки), соединений, работающих в загрязненной среде с частым отвинчиванием и завинчиванием (пожарная арматура), а также в тонкостенных изделиях, требующих гер­метичности или хорошего контакта рабочих поверхностей (например, частей соединения противогаза, цоколя и патрона электролампы и т. п.). Эту резьбу удобно изготовлять отлив­кой (из чугуна, стеклянных, пластмассовых материалов), а также выдавливанием в тонкостенных деталях.

Прямоугольная резьба (см. рис. 2, ж) относится к резьбам для передачи движений под нагрузкой,- имеет пря­моугольный или квадратный профиль; диаметр и шаг измеряют в миллиметрах. Прямоугольная резьба не стандартизована и применяется сравнительно редко. Ее заменяют трапецеидаль­ной — более удобной в изготовлении.

Трапецеидальную резьбу (см. рис. 2, з) широко применяют в передачах винт — гайка. Она имеет симметрич­ный трапецеидальный профиль с углом профиля а = 30°. Для червяков червячных передач угол профиля я = 40°. По сравне­нию с прямоугольной трапецеидальная резьба при одних и тех же габаритах имеет большую прочность, более техноло­гична в изготовлении. Трапецеидальная резьба при использовании гайки, разъемной по осевой плоскости (например, у хо­довых винтов станков), позволяет выбирать зазоры путем радиального сближения половин гайки при ее изнашивании. При обозначении указывают тип, наружный диаметр и шаг резьбы в миллиметрах.

Упорную резьбу (см. рис.2, и) применяют в нажим­ных винтах с большой односторонней осевой нагрузкой. Эта резьба имеет несимметричный трапецеидальный профиль (угол наклона рабочей части профиля 3", нерабочей 30°). Закруг­ление (см. размер е, рис.2, и) повышает прочность винта. Условное обозначение упорной резьбы для наружного диаметра 80 мм и шага 16 мм — УП 80 х 16, т. е. аналогично обозна­чению трапецеидальной резьбы.

Резьба может быть изготовлена.

нарезанием слесарным инструментом — метчиками, плаш­ками (как вручную, так и на станках);

нарезанием резцом на токарно-винторезном станке или на специальных болтонарезных станках;

фрезерованием на специальных резьбофрезерных станках; накаткой на специальных резьбонакатных станках (большин­ство стандартных крепежных деталей);

отливкой чугунных, пластмассовых, стеклянных деталей и деталей, из цветных сплавов;

выдавливанием для тонкостенных деталей (например, из латуни).

Рис.3