40.Резьбовые соединения:основные типы параметры резьб, конструктивные формы,материалы,классы прочности,допускаемые напряжения и условное обозначение.

Резьбовые соединения— это самый распространен­ный вид разъемных соединений. Они осуществляются с помощью крепежных резьбовых деталей (болтов, винтов, шпилек, гаек и т. п.), основным элементом которых является резьба. Резьба получается прорезанием на поверхности стержня канавок при движении плоской фигуры — профиля резьбы (треугольника, трапеции и др.) по винтовой линии. Выступы, полученные на стержне между канавками, называют витками резьбы. Под витком резьбы принято понимать ту часть ее выступа, которая охватывает резьбовую деталь в пределах до 360°.Применяют болтовые соединения при относительно неболь­шой толщине соединяемых деталей и когда материал детали не обеспечивает достаточной прочности резьбы. Винты применяют, когда корпусная деталь большой толщины не позволяет выполнить сквозное отверстие для установки болта, или при жестких ограничениях конструк­ции по весовым параметрам. Шпильки применя­ют вместо винтов, если прочность материала детали с резьбой недостаточна (сплавы на основе алюминия), а также при час­тых сборках и разборках соединений.

Основные типы и параметры резьбРезьба выполняется на цилиндрической поверхности, реже на конической. Различают резьбу правую и левую. В основном используется правая резьба.Винтовую линию по­лучают огибанием цилиндра плоскостью с наклонной линией под углом ψ. Если на расстояниина плоскости нанести еще одну наклонную линию, то при огибании цилиндра получают двухзаходную резьбу с ходом резьбы .Угол подъема винтовой линии определяют по формулеПрофиль резьбы образуют заданием фигуры А. Если пере­мещать фигуру А по винтовой линии, то получим резьбу задан­ного сечения. В зависимости от формы сечения различают резьбы: треугольную метрическую трапеце­идальную, упорную и др.В качестве основной крепежной резьбы применяют метри­ческую резьбу.Профиль этой резьбы (ГОСТ 9150-81) треуголь­ный с теоретической высотой Н.Вершины резьбы по наружно­му диаметру dвинта и внутреннему диаметру D₁гайки среза­ны соответственно на H/8 и Н/4. В результате получают рабочую высоту профиля H₁.Стандартом регламентирован ра­диус скругления резьбы на внутреннем диаметре винта. Конструктивные формы резьбовых соединенийОсновные типы крепежных деталей. Форма резь­бового соединения определяется типом применяемых крепежных деталей .Болты применяют для скрепления деталей не­большой толщины. Винты приме­няют в случаях достаточной прочности материала детали с резьбой и достаточной ее толщины, при жестких требованиях к массе соединения. Шпильки применяют в тех же случаях, что и вин­ты, но когда материал детали не обеспечи­вает достаточную прочность резьбы, а по усло­виям эксплуатации требуются частые разборка и сборка соединения.Шпильки ввинчивают в деталь с по­мощью гайки, навинченной поверх другой гайки, или с помощью шпильковерта [6].Стандартные крепежные детали. Различают резь­бовые крепежные детали общего назначения, имеющие широкое распространение, и специального назначения, имеющие ограниченное применение (фун­даментные болты, рым-болты

Болты общего назначения по точности изготов­ления делятся на болты нормальной и повышенной точности, последние применяют в особо ответствен­ных соединениях. Болты изготовляют для постановки в отверстие с зазором и без зазора в отверстие из-под развертки .

Винты резьбовых соединений общего назначения бывают крепежные и установочные. В зависимости от размеров и назначения головки болтов и крепежных винтов весьмаразнообразны: шестигранные,полукруглые, цилиндрические, потайные, цилиндрические с шестигранным углублением под ключ. Наиболее распространены в машиностроении болты и винты сшестигранной головкой под ключ.

Шпильки. Диаметр резьбы на обоих концах шпиль­ки обычно одинаков. Глубина завинчивания винтов и шпилек l в резьбовое гнездо зависит от материала детали. Для чугунных деталей принимают ,для стальных —.Гайкив зависимости от формы бывают шестигранные с одной или двумя фасками,шестигранные прорезные,шестигранные ко­рончатые,круглые гайки и др. Наиболее распространены шестигранные гайки, которые, ана­логично болтам, изготовляют нормальной и повы­шенной точности. .

Завинчивают и отвинчивают винты и гайки (кроме винтов со шлицем под отвертку) ключами.Винты со шлицами завинчивают и отвин­чивают отвертками. .Материалы, классы прочности и условное обозначение резьбовых деталейОсновной материал резьбовых деталей — конструкционные и легированные стали(10-35). При выборе материала учитывают харак­тер нагрузки (статическая или переменная), способ изготовле­ния и объем производства..Стальные винты и шпильки в соответствии с ГОСТ 1759.4-87 изготавливают различных классов прочности. Класс прочности обозначают двумя цифрами, например 5.6. Первая цифра, умноженная на 100, указывает минимальное значение предела прочности в МПа; второе числоумноженное на 10 показывает примерное соотношение , в процентах. В соответствии с ГОСТ 1759.4-87 для крепежных деталей предусмотрены покрытия и оксидные пленки. Обозначение болтов, винтов и шпилек из углеродистых сталей классов прочности 3.6 -6.9, а также гаек из углеродистых сталей классов прочностей 4 -8 и изделий из цветных сплавов состоят из наименования детали, исполнения, диаметра резьбы, длины болта, мелкого шага, полей допуска резьбы, указаний о применении материала, класса прочности или группы, вида покрытия и номера размерного стандарта.Класс точности резьбы 3, крупный шаг резьбы, исполнение 1, вид покрытия 00 в обозначении не указываются.

При отвинчивании гайка движется вниз и сила трения в резьбе F_Tр = F_Nfменяет направление 18.12, Ве­личина и направление окружной силы F_tв этом случае зависят от соотношения углов трения φ и подъема винтовой линии ψ. Если ψ < φ, то сила F_t = Ftg(φ - ψ) направлена влево и определяет момент F_td₂/2 отвинчивания гайки. При φ < ψ) гайка отвинчивается без приложения внешних сил, aF_t— сила, которую нужно прило­жить, чтобы удержать гайку от самоотвинчивания.Распределение нагрузки между витками резьбы

Задача о распределении нагрузки по виткам резьбы являет­ся статически неопределимой и для ее решения рассматри­вают условие совместности деформаций тела винта и гайки. Нам представлен результат решения этой задачи проф.Жуковским для случая десяти рабочих витков в предположении точного изготовления резьбы.Как видно, пер­вый виток резьбы передает 34% всей нагрузки, второй — око­ло 23%, а десятый— меньше 1%.Поэтому стандартом преду­смотрена высота гайки Н = 0,8d. Изменить характер распре­деления нагрузки по виткам резьбы можно с помощью конст­руктивных мер, что особенно важно в соединени­ях, работающих при циклических нагрузках.