Детали машин

1.Соединения

1.1.1.Резьбовые соединения.

Резьбовые соединения относятся к разъёмным и выполняются посредством сверления в соединяемых деталях, в которые вставляются резьбовые крепёжные детали: болты, винты или шпильки. На выступающие концы болтов и шпилек навинчиваются гайки, затяжка которых обеспечивает соединение. При использовании винтов или шпилек в отверстиях одной из соединяемых деталей нарезается резьба.

К видам крепёжных резьб относятся цилиндрическая метрическая ,трубная цилиндрическая, коническая метрическая, коническая дюймовая с углом профиля 60 и трубная коническая.

Резьба характеризуется следующими параметрами:

диаметрами (наружным – d, D; средним - d₂, D₂; внутренним – d₁, D₁; d₃ – внутренний ди­аметр болта по дну впадины)

углом профиля в осевом сечении б, шагом P(расстояние между одноимен­ными сторонами двух смежных профилей), числом заходов n (крепёжные резьбы однозаходные) и углом подъёма по среднему диаметру .

-связь угла подъема с шагом, числом заходов и средним диаметром.

По форме профиля крепежные резьбы бывают треугольные и круглые; резьбы винтовых механизмов (ходовые резьбы) - трапецеидальные, упорные, прямоугольные.

Материалы резьбовых соединений выбирают в зависимости от условий работы (температура, среда) и характера нагрузки ( статическая, переменная), способа изготовления (литьё, штамповка , точение) и объема производства(единичное, массовое). Для стандартных крепёжных изделей общего назначения используются низко- и среднеуглеродистые стали обыкновенного качества. Для высоконагруженных соединений, работающих при переменных и ударных нагрузках, повышенных температурах и агрессивных средах, применяются качественные конструкционные и легированные стали.

Прочность резьбовых соединений зависит от материала. Существует 12 классов прочности для винтов и 7 классов прочности для гаек, изготавливаемых из одинаковых сталей.

Класс прочности болтов обозначен двумя числами. Первое число , умноженное на 100 , определяет (МПа), а второе , деленное на 10, соответствует соотношению . Обозначение болта :

Класс прочности гаек обозначен числом, которое при умножении на 100 дает значение напряжения от испытательной нагрузки (МПа). Обозначение гайки :

1.1.2.Момент завинчивания болтового соединения.

Момент завинчивания найдём из уравнения равновесия винта.

Рассмотрим взаимодействие винта и гайки, имеющих прямоугольную резьбу.

Составим уравнение моментов относительно оси винта.

Допустим, что под воздействием момента Тр происходит равномерный подъем (опускание) винта. Действие гайки заменим равномерно распределенной по рабочей поверхности витков резьбы нагрузкой g, которая вызывает распределенные силы трения gТ, препятствующие вращению винта.

Распределенную по рабочей поверхности нормальную нагрузку заменим суммарной нормальной силой , а силы трения gT - суммарной силой трения в плоскости витков.Тогда уравнения проекций сил на ось винта и моментов относительно этой оси будут иметь вид:

; ; (6.2)

; . (6.3)

Где - средний диаметр резьбы.

Верхние знаки в уравнениях (6.2) и (6.3) соответствуют подъему винта, а нижние - опусканию. В результате совместного решения уравнений (6.2) и (6.3) с учетом известной зависимости получим

- момент завинчивания.

- угол трения.

- угол подъёма резьбы