загрузка...
загрузка...
На головну

Основні типи різьб.

  1. Amp; 10. Основні напрямки сучасної філософія історії
  2. I Основні інформаційні процеси і їх реалізація за допомогою комп'ютерів
  3. I. Основні і допоміжні процеси
  4. II. 6.4. Основні види діяльності та їх розвиток у людини
  5. II. Основні завдання та їх реалізація
  6. III. Основні етапи міжнародних відносин в Новий час.
  7. III.2.1) Поняття злочину, його основні характеристики.

· Різьблення метрична - Це найпоширеніша різьблення в машинобудуванні. Має трикутний профіль з кутом  = 60 °. Вершини профілю різьби на болті і гайки притуплені по дузі або по прямій, що знижує концентрацію на напружень і виключає можливість пошкодження різьблення. Радіальний зазор в різьбі робить її негерметичной. Метрична різьба для одного і того ж номінального діаметра виконується з великим або дрібним кроком. Різьба з великим кроком менш чутлива до неточностей виготовлення і зношування. Її застосовують як основну кріпильну різьблення. Різьба з дрібним кроком прочней (збільшується внутрішній діаметр різьби) і надійніше від ослаблення затяжки (зменшується кут підйому різьби  ) У зв'язку зі зменшенням кроку. Її застосовують при змінних навантаженнях, тонкостінних деталях і для регулювання.

різьба метрична конічна застосовується головним чином в з'єднанні труб. Одним з переваг якої є можливість отримання з'єднання зовнішньої конічної з внутрішньої циліндричної метричної різьбою.

· Різьблення трапецеїдальних одно- і многозаходная має профіль симетричною трапеції з кутом  = 30 °. Застосовується для передачі реверсивного руху під навантаженням (гвинтові механізми, ходові гвинти в верстатах і т. П.). Маючи підвищену міцність і технологічність, це різьблення в передачах гвинт - гайка майже повністю витіснила прямокутну.

різьба завзята має профіль несиметричною трапеції. Кут нахилу неробочої сторони профілю 30 °. Для можливості виготовлення різьби фрезеруванням робоча сторона профілю має кут нахилу 3 °. Застосовується для передачі руху при великих навантаженнях, спрямованих в одну сторону (вантажні гвинти домкратів, гвинтових пресів, натискних пристроїв і т. П.).

· Різьблення кругла має кут профілю  = 30 °. Застосовується для гвинтів, що несуть великі динамічні навантаження, які працюють в забрудненому середовищі з частим загвинчуванням (пожежна і гідравлічна арматура і ін.), А також в тонкостінних виробах (цоколі і патрони електричних ламп, частини протигазів і т. П.).

· Різьблення дюймова - Це кріпильна різьба. Має трикутний профіль з кутом  = 55 °. Застосовується при ремонті для заміни різьбових деталей старих і імпортних машин, що ввозяться з країн, в яких застосовується дюймова система заходів (США, Англія та ін.). Діаметр різьблення змінюється в дюймах (1 "= 25,4 мм).

· Різьблення трубна циліндрична являє собою дрібну трикутну з кутом  = 55 ° дюймову монтажну різьблення. Відсутність радіальних зазорів робить різьбове з'єднання герметичним. Застосовується в основному для з'єднання труб і арматури трубопроводів.

· Різьблення прямокутна виготовляється на токарно-гвинторізних верстатах. Цей спосіб має низьку продуктивність і точність. Володіє зниженою міцністю. При зношуванні утворюються важко переборні осьові зазори. Чи не стандартизована. Застосовується порівняно рідко в малонавантажених передачах гвинт - гайка.

Так як для трикутної різьби  = 60 °, а для трапецеидальной  = 30 °, то тертя в цих різьбах більше (  ), Ніж в прямокутної, відповідно на 15 і 4%. Крім того, трикутна різьба міцніше. Тому трикутну різьбу застосовують в якості кріпильної, а прямокутну різьбу замінюють трапецеидальной, яку і використовують в якості ходової.

3.16.3. Основні типи кріпильних деталей:

· болти (Гвинти з гайками) застосовують для скріплення деталей невеликої товщини, при наявності місця для розташування головки болта і гайки або коли необхідно часто розбирати і збирати з'єднання, а матеріал скріплюються деталей не забезпечує достатню міцність різьби. Болтові з'єднання не вимагають нарізування різьблення в з'єднуються деталях.

 
 

 Болти загального призначення по точності виготовлення діляться на болти нормальної і підвищеної точності, останні застосовують в особливо відповідальних з'єднаннях. Болти виготовляють для постановки в отвір з зазором і без зазору в отвір з-під розгортки. Останні застосовують при великих поперечних навантаженнях з метою зменшення габаритів і підвищення надійності з'єднання. При дії змінних навантажень застосовують болти з зменшеним діаметром нена-ліпив частини стрижня, що збільшує пружну податливість, а отже, і динамічну міцність болта. З цією метою діаметр стрижня болта іноді зменшують до 0,8 .

· гвинти (угвинчуватися в одну з деталей, що скріплюються) застосовують у випадках достатньої міцності матеріалу деталі з різьбою і достатньою її товщини, при жорстких вимогах до маси сполуки.

Гвинти різьбових з'єднань загального призначення бувають кріпильні і установочние.В залежності від розмірів і призначення головки болтів і кріпильних гвинтів дуже різноманітні: шестигранні, напівкруглі, циліндричні, потаємні, циліндричні з шестигранним поглибленням під ключ та ін. Найбільш поширені в машинобудуванні болти і гвинти з шестигранною головкою під ключ, Як більш надійні і зручні в експлуатації (допускають велику силу затяжки і вимагають повороту ключа на 1/6 обороту до перехоплення).

Гвинти з головкою під викрутку дозволяють зменшити розміри фланця, поліпшити зовнішній вигляд виробу, але викруткою не можна забезпечити гарну затяжку. Тому їх застосовують для малонаг-Ружену з'єднань.

Установчі (стопорні) гвинти застосовують для запобігання відносного зсуву з'єднуються деталейі (наприклад, регулювальний гвинт без головки з шліцом під викрутку і з шестигранною головкою під ключ). На відміну від кріпильних регулюючі гвинти мають різьбу по всій довжині.

· шпильки з гайками застосовують в тих же випадках, що і гвинти, але коли матеріал деталі не забезпечує достатню міцність різьби, а за умовами експлуатації потрібні часті розбирання та збирання з'єднання. Застосування гвинтів в даному випадку привело б до передчасного зносу різьби деталі при багаторазових відгвинчуванні і закручуванні. Шпильки ввинчивают в деталь за допомогою гайки, навінченной поверх іншої гайки, або за допомогою Шпильковерти.

Діаметр різьблення на обох кінцях шпильки зазвичай однаковий. Глибина загвинчування гвинтів і шпильок в різьбове гніздо залежить від матеріалу деталі.

При динамічних навантаженнях міцність шпильок вище, ніж болтів того ж діаметру.

· гайки в залежності від форми бувають шестигранні з однією або двома фасками, шестигранні прорізні, шестигранні корончаті, круглі гайки та ін. Найбільш поширені шестигранні гайки, які, аналогічно болтів, виготовляють нормальної і підвищеної точності, круглі гайки застосовують для осьової фіксації деталей на валах.

Залежно від висоти шестигранні гайки бувають: нормальні (висота ), високі (  ) І низькі (  ) Високі гайки застосовують при частих закручуванні і відгвинчуванні для зменшення зносу різьби і при великих силах, низькі - при малих осьових силах.

· шайби підкладні ставлять під гайку або головку болта для попередження зминання поверхонь деталей, що з'єднуються, запобігання їх від задирів при закручуванні гайок (гвинтів) і перекриття зазору між стрижнем болта і отвором в деталях.

3.16.4. Надійність нарізного сполучення оцінюється легкістю збірки, т. Е. Легкістю затяжки гайки або болта, і збереженням затяжки, т. Е. Самогальмуванням гвинтової пари. Розглянемо, як виконуються ці умови.

При закручуванні кріпильного нарізного сполучення осьової силою треба подолати момент опору затяжки

,

де - момент сил тертя в різьбі;

- Момент сил тертя на опорному торці гайки;

 -пріведённий кут тертя;

 середній діаметр опорної поверхні;

 -Зовнішня діаметр опорної поверхні гайки;

 -внутрішній діаметр опорної поверхні, що дорівнює діаметру свердління під болт, зазвичай .

При стандартному ключі  сила в 1 Н, прикладена на кінці ключа, створює силу притиснення деталей 60 ... 100 Н. Такий виграш в силі забезпечує легкість складання з'єднання.

самогальмування гвинтової пари.

При відгвинчуванні гайки окружна сила, відсутня, а сила треніяменяет напрямок.

Умова самоторможения при статичних навантаженнях

.

Для кріпильних різьб кут підйому різьби  = 2 ° 30 '... 3 ° 30', а наведений кут тертя  змінюється в залежності від коефіцієнта тертя в межах 6 ... 11 °. Таким чином, всі кріпильні різьби - самогальмуючі. Це пояснює важлива перевага кріплення різьблення - надійне стопоріння гайки (гвинта) в будь-якому положенні. Однак ця властивість проявляється головним чином при статичних навантаженнях. При змінних навантаженнях умова самоторможения не дотримується. Тому необхідно стопоріння різьбових з'єднань.

Для попередження самовідгвинчування використовують стопорні пристрої, які засновані на таких основних принципах.

1. Стопоріння додатковим тертям в різьбі з допомогою контргаек, пружинних шайб, самогальмуючі гайок і т. П.

2. Стопорекіе спеціальними деталями, наприклад фіксація болта щодо гайки: за допомогою шплінта, стопорною шайби і ін .; фіксація гайки щодо деталі за допомогою спеціальної шайби і ін.

3. Стопоріння створенням місцевих пластичних деформацій, наприклад, кернение приваркой, расклёпиваніем гайок або головок гвинтів або застосуванням лаку, фарби, смоли. Застосовують, коли з'єднання не вимагає розбирання.

3.16.5. види руйнування різьбових кріпильних деталей:

· Розрив стержня по різьбі або перехідному перетину у головки;

· Пошкодження або руйнування різьблення (смятие і знос, зріз, згин);

· Відрив головки та ін.

Так як розміри стандартних болтів, гвинтів і шпильок відповідають умові равнопрочності за критеріями, відповідним зазначеним руйнувань, то зазвичай їх розрахунок обмежується розрахунком по одному основному критерію працездатності - міцності нарізаної частини стрижня на розтяг. При цьому визначають розрахунковий діаметр різьби

де и - Зовнішній діаметр і крок різьби.

Довжину болта, гвинта і шпильки вибирають в залежності від товщини деталей, що з'єднуються. Решта розміри деталей нарізного сполучення (гайки, шайби і ін.) Приймають виходячи з діаметра різьби, за стандартом.

Стандартна висота гайки виключає необхідність розрахунку на міцність її різьблення. Однак слід зважати на нерівномірним розподілом осьової сили  по витків різьби гайки. сила , розтягує болт і стискає гайку, викликає різні деформації витків різьби: найбільші в нижній частині гайки і найменші у верхній частині. Відповідно деформацій перерозподіляються і сили, що припадають на кожен з витків. Задача про розподіл навантаження по вит- Рис. 4.30 кам різьблення гайки була вирішена проф. Н. Е. Жуковським в 1902 р і в подальшому схильна до експериментальним дослідженням. Для гайки з 10 витків на перший виток різьби доводиться 0,34  , На другий - 0,23  на десятий - 0,01  . З цієї причини число витків в гайці не повинно перевищувати десяти, так як одинадцятий виток зовсім навантажується. У відповідальних з'єднаннях для більш рівномірного розподілу навантаження між витками різьби гайки змінюють її форму, збільшуючи податливість поблизу перших витків.

Болт навантажений тільки зовнішньої розтягує силою  (Без початкової затяжки). Розрахунок зводиться до визначення розрахункового діаметра  різьблення з умови міцності на розтяг:

,

де  -Допускається напруга на розтягнення для болта. В цьому випадку навантаження для болтів з вуглецевої сталі рекомендується .

Болт затягнутий осьової силою без зовнішньої осьової навантаження. Це болти для кріплення ненавантажених герметичних кришок і люків корпусів машин і ін. Стрижень болта відчуває спільна дія розтягування і кручення, т. Е. Розтягується осьовою силою  від затягування болта і скручується моментом, рівним моменту сил тертя в різьбі .

Міцність болта визначають по еквівалентному напрузі  . За гіпотезою енергії формозміни  . Обчислення показують, що для стандартних метричних резьб .

Таким чином, розрахунок болта на спільну дію розтягування і кручення можна замінити розрахунком на розтяг, але за збільшеною в 1,3 рази силі . Тоді отримаємо формулу проектувального розрахунку

Необхідне значення осьової сили вибирають за умовами герметичності і відсутності зминання деталей в стику. Розрахунком і практикою встановлено, що болти малих діаметрів М5 ... Ml2 можна легко зруйнувати при недостатньо кваліфікованої затягуванні. Наприклад, болт з різьбою М5 руйнується при прикладеної до ключу силі 45 Н, а болт з різьбою Ml2 - при силі 180 Н. Тому в середньому і важкому машинобудуванні не рекомендується застосовувати болти діаметром менше M5.

Матеріали.Стандартні кріпильні різьбові деталі загального призначення виготовляють з вуглецевих сталей СтЗ, 10, 20, 35, 45 і ін. Ці стали в умовах масового виробництва дозволяють виготовляти різьбові деталі методом холодного штампування з наступною накаткою різьблення. Леговані стали 35Х, 40Х, 38ХА, 30ХГСА і ін. Застосовують для особливо відповідальних кріпильних різьбових деталей, зокрема для скріплення бистровраща-ющихся частин і важко навантажених відповідальних з'єднань.

 3.16.6. Шпонкові та шліцьові з'єднання служать для закріплення деталей на валах і осях і для передачі крутного моменту від валу до встановленим на ньому деталей (зубчастих коліс, шківів, муфт і т.д.) або навпаки.

шпонкові з'єднання. Шпонковими називають роз'ємні з'єднання складових частин виробу із застосуванням шпонок.

Шпонкові з'єднання можуть бути нерухомими і рухливими і служать зазвичай для запобігання відносного повороту маточини і вала при передачі крутного моменту.

переваги шпонкових з'єднань:

· Простота і надійність конструкції;

· Легкість збирання і розбирання з'єднання;

· Невисока вартість.

недоліки шпонкових з'єднань:

· Зниження здатності навантаження способноси деталей, через ослаблення їх поперечних перерізів шпонковими пазами і значної концентрації напружень в зоні цих пазів;

· Необхідність подовження маточин коліс при передачі великих моментів;

· Високі вимоги до точності виконання пазів шпон;

·
 
 

 труднощі забезпечення взаємозамінності, тобто необхідність ручної пригону або підбору шпонки по пазу.

 
 

 Форма і розміри більшості типів шпонок стандартизовані, а їх застосування залежить від умов роботи деталей, що з'єднуються і діаметрів посадкових поверхонь.

Шпонкові з'єднання ділять на ненапружених і напружені.

Збірка і розбирання ненапружених з'єднання (з призматичної або сегментної шпонкою) не вимагає значних зусиль до сполучаються деталей. Шпонку, що представляє собою брус прямокутного перерізу, встановлюють в паз на валу. Деталі, посаджені на призматичну шпонку, повинні мати кріплення, що попереджають їх переміщення вздовж осі вала, що дещо ускладнює цю порівняно просту і дешеву конструкцію.

напруженийз'єднання здійснюються запресовиваніем клинових шпонок, що забезпечують самоторможіння. Таке з'єднання може передавати крутний момент і осьову силу (в одному напрямку).

Розрахунок ненапружених шпонкових з'єднань.Основними критеріями працездатності ненапружених шпонкових з'єднань є міцність шпонки на зріз і міцність з'єднання на зминання.

Розрахунки на зріз і зминання засновані на припущенні, що відповідні напруги розподілені по перетинах рівномірно.

Розрахункова формула на зріз шпонки має вигляд

,

де - Крутний момент;

- Діаметр вала;

- площа зрізу шпонки.

Розрахункова формула шпоночно з'єднання на зминання має вигляд

,

де - Площа зминання;

висота площадки зминання;

- Розрахункова довжина шпонки (для сегментної шпонки , - Діаметр шпонки).

Розміри стандартних призматичних і сегментних шпонок встановлені в залежності від діаметра вала за умовою міцності шпонки на зріз, тому основним для таких з'єднань є перевірочний розрахунок на зминання, а розрахунок на зріз необхідний лише для нестандартних шпонок і особливо відповідальних конструкцій. Якщо потрібно визначити довжину призматичної шпонки, то її також визначають з розрахунку на зминання. Зазвичай довжина призматичної шпонки повинна бути на 3 - 10 мм менше довжини маточини, насадженої на вал деталі.

Матеріали шпонок.Відповідно до діючих стандартів, шпонки повинні виготовлятися із сталей з тимчасовим опором розриву не менше 590 МПа. Сортамент чістотянутих середньовуглецевих сталей для сегментних і призматичних цшонок також регламентований стандартом. Леговані стали застосовують для спеціальних шпонок.

 3.16.7. Шліцьові з'єднання. Шліцьовим називається роз'ємне з'єднання складових частин виробу із застосуванням пазів (шліців) і виступів.

Шліцьові з'єднання бувають рухомі і нерухомі. Шлицевое з'єднання можна представляти як многошпоночное, у якого шпонки виконані за одне ціле з валом.

Шліцьові з'єднання в порівнянні з шпонковими володіють значними перевагами:

· Менше число деталей в з'єднанні;

· Значно більша здатність навантаження за рахунок більшої площі контакту робочих поверхонь вала і маточини;

· Менша концентрація напружень в матеріалі вала і маточини;

· Краще центрування деталей, що з'єднуються і більш точний напрям при осьовому переміщенні;

· Висока надійність при динамічних і реверсивних навантаженнях.

недоліки шліцьових з'єднань:

· Висока трудомісткість і вартість їх виготовлення.

Розрахунок шліцьових з'єднань.Основними критеріями працездатності шліцьових з'єднань є опір робочих поверхонь зубів зім'яту і зношування.

Розрахунок на зминання проводиться за умовою

,

де - Крутний момент;

 - Питома (на одиницю довжини) сумарний статичний моент площі робочих поверхонь з'єднання щодо осі валу;

 - Робоча довжина шліців.

Розрахунок з'єднання на знос здійснюється за формулою

.

Питання для самоперевірки.

1. Які профілі різьби застосовують для кріпильних виробів?

2. Яка різьба надійніша щодо самоторможения: а) з великим або дрібним кроком; б) однозаходная або двухзаходная (при рівному ході різьблення)?

3. У скільки разів збільшиться міцність стрижня болта при збільшенні його діаметра вдвічі (при інших рівних умовах)?

4. Яке призначення шпонкових і щліцевих з'єднань?

5. У чому полягають переваги шліцьових з'єднань в порівнянні зі шпонковими.

 



Попередня   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   Наступна

Сили, що діють в зачепленні. | Тема 3.6. черв'ячні передачі | Тема 3.8. ПЕРЕДАЧА ВИНТ-ГАЙКА | Тема 3.9. Ланцюгові передачі. | Тема 3.10. Загальні відомості про деякі механізми. | Тема 3.11. Вали і осі. | Тема 3.12. ПОДШИПНИКИ КОВЗАННЯ. | Тема 3.13. ПОДШИПНИКИ КОЧЕННЯ. | Тема 3.14. МЕХАНІЧНІ МУФТИ. | Тема 3.15. Нероз'ємних з'єднань ДЕТАЛЕЙ. |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати