- •41 Розрахунок з’єднань виконаних контактним зварюванням
- •42. Допустимі напруження для зварних з’єднань
- •43. Заклепкові з’єднання, розрахунок заклепкових з’єднань
- •44. Шпонкові з’єднання , основні види з’єднань
- •49. Розрахунок шліцевих з’єднань
- •50. Конструювання та складання шліцевих з’єднань
- •51. Пресові з’єднання . Загальні відомості
- •52. Технологія складання пресових з’єднань
- •53. Різьбові з’єднання, загальні відомості, кріпильні різьби та їх основні параметри
- •2. Кріпильні різьби та їхні основні параметри
- •54. Кріпильні різьбові деталі та їх конструювання та матеріали
- •55. Елементи теорії різьбової пари
- •56. Розрахунок витків різьби на міцністьб
- •57. Розрахунок на міцність стержня болта при різних видах навантаження
54. Кріпильні різьбові деталі та їх конструювання та матеріали
Для з'єднання деталей використовують болти (гвинти з гайками), гвинти або шпильки (рис. 11.2, а–в).
Використання болтів для з'єднання деталей не вимагає нарізування в цих деталях різьби. Це особливо важливо в тих випадках, коли матеріал деталі не може забезпечити достатню міцність різьби. Однак у з'єднанні болтом повинен бути передбачений простір для головки гвинта та гайки, а також має місце деяка незручність виконання складальних операцій, бо при загвинчуванні або відгвинчуванні гайки треба утримувати головку гвинта від прокручування. Болтове з'єднання дещо збільшує масу виробу і в деякій мірі спотворює його зовнішній вигляд.
Гвинти та шпильки треба використовувати в тих випадках, коли за конструкцією з'єднання застосування болтів неможливе або нераціональне. Гвинти та шпильки вимагають певної глибини загвинчування в одну із деталей з'єднання. Якщо при експлуатації з'єднання виникає потреба у багатократному з'єднуванні та роз'єднуванні деталей, то для запобігання можливому руйнуванню різьби деталі перевага надається з'єднанню шпилькою або болтовому з'єднанню.
У деяких випадках (рис. 11.2, а) під гайку або головку гвинта ставлять плоску круглу шайбу. Постановка такої шайби зменшує пошкодження та зминання гайкою поверхні деталі (якщо деталь виготовлена з м'якого матеріалу –алюмінію, пластмаси, дерева) при загвинчуванні гайки чи гвинта. Плоскі круглі шайби використовують також у випадку збільшеного діаметра отвору під болт або гвинт або коли отвір не має круглої форми.
Геометричні форми та розміри гвинтів, гайок, шпильок дуже різноманітні і достатньо описані у відповідних довідниках та стандартах різьбових кріпильних деталей. Деякі види широко застосовуваних гвинтів, що відрізняються конструкцією головок, показані на рис. 11.3, а різні форми гайок – на рис. 11.4.
Для виготовлення кріпильних різьбових деталей використовують сталі: вуглецеві звичайної якості, якісні конструкційні та леговані конструкційні. Механічні властивості сталевих кріпильних деталей нормуються за ГОСТ 1759.4–87, згідно з яким болти, гвинти та шпильки поділяють на 12 класів міцності, а гайки – на 7 класів.
Клас міцності болтів, гвинтів та шпильок позначається двома числами, розділеними крапкою. Перше число, помножене на 100, визначає мінімальне значення границі міцності σΒ, МПа, матеріалу болта, а друге число, поділене на 10 і помножене на σΒ, дає границю текучості матеріалу болта. Наприклад, для болта класу міцності 5.6 маємо: σΒ mіn = 5 · 100 = 500 МПа; σT = 6 · 500/10 = 300 МПа.
Таблиця 11.2. Рекомендації для вибору матеріалу болтів та гайок |
|||||
|
σΒ, МПа |
|
Марка сталі |
||
Клас міцності болтів |
min |
max |
σт, МПа |
Болт |
Гайка |
З.6 |
300 |
440 |
200 |
СтЗ; 10 |
СтЗ |
4.6 |
400 |
550 |
240 |
20 |
СтЗ |
5.6 |
500 |
700 |
300 |
3О; 35 |
10 |
6.6 |
600 |
800 |
360 |
35; 45; 40Г |
15 |
8.8 |
800 |
1000 |
640 |
ЗОХ; 38ХА |
20; 35; 45 |
10.9 |
1000 |
1200 |
900 |
40Г2; 40Х |
35Х; 38ХА |
Умовне позначення болта, наприклад, із номінальним діаметром різьби d = 12 мм, малим кроком Ρ = 1,25мм, довжиною l = 60мм та класом міцності 4.6 записують: Болт М12 x 1,25 x 60.46 ГОСТ 7805 – 70. Більш детальні відомості про умовні позначення кріпильних деталей наведені в ГОСТ 1759.0 – 87. Найнижчим класом міцності болтів, гвинтів та шпильок буде 3.6, а найвищим – 14.9. Клас міцності гайок позначається одним числом. Якщо це число помножити на 100, то будемо мати напруження σF, МПа, від навантаження випробувань. Наприклад, для гайки нижчого класу міцності 4 маємо σF = 4 · 100 = 400 МПа (сталі марок СтЗ, СтЗкп), а для гайки вищого класу міцності 14 – σF = 14 · 100 = 1400 МПа (леговані сталі 35ХГСА, 40ХНМА). Умовне позначення, гайки, наприклад, із номінальним діаметром різьби d = 12 мм, малим кроком Ρ = 1,25 мм та класом міцності 8 записують: Гайка М12 x 1,25.8 ГОСТ 5927 – 70.
Механічні характеристики матеріалів різьбових деталей (деякі витяги із ГОСТ 1759.4 – 87) наведені в табл. 11.2 і 11.3.
Таблиця 11.3. Рекомендації для вибору матеріалу гайок |
||
Клас міцності гайок |
Напруження від навантаження випробування σF, МПа |
Марка сталі |
4 5 8 10 |
400 500 800 1000 |
СтЗ 10 20; 35; 45 35Х; 38ХА |
Вибір матеріалів кріпильних деталей пов'язаний з особливостями умов роботи з'єднань, вимогами до габаритів та маси з'єднання.
Під час вибору матеріалу гайки рекомендують брати до уваги таку вказівку: напруження від навантаження випробування повинно відповідати мінімальній границі міцності матеріалу болта, з яким комплектується гайка.