Резьбовые соединения. Угол подъема резьбы. Способ изготовления. Геометрические параметры.


Резьбовые соединения – это самый распространённый вид вид разъёмных соединений. Они осуществляются с помощью крепёжных резьбовых деталей (болтов, винтов, шпилек, гаек и т.д.)
Достоинства: надёжность, удобство сборки/разборки, простота конструкции, дешевизна ( вследствие стандартизации), технологичность, возможность регулировки силы сжатия.
Недостатки: концентрация напряжения во впадинах резьбы, низкая вибрационная стоимость.

На развертке цилиндрической поверхности, винтовая линия располагается под некоторым углом ψ, этот угол называется углом подъема резьбы.

- ход резьбы, представляющий собой расстояние между одноименными точками одной винтовой линии. Основной характеристикой профиля резьбы является угол между смежными боковыми сторонами в плоскости осевого сечения, называется углом профиля резьбы . Для треугольного профиля метрической резьбы , дюймовой , трапецеидальной .

Существует два основных способа изготовления резьб: нарезанием и накатыванием. Нарезание резьб осуществляется резцами, гребенками, плашками, метчиками, резьбовыми головками, фрезами.
Накатывание резьб осуществляется гребенками или роликами на резьбонакатных автоматах путем пластической деформации заготовки. Этот способ высокопроизводителен, применяется в массовом производстве при изготовлении стандартных крепежных деталей.

Основными геометрическими параметрами цилиндрической резьбы являются:


d – наружный диаметр (номинальный диаметр резьбы);
d1 - внутренний диаметр резьбы гайки;
d2 - средний диаметр резьбы, т.е. диаметр воображаемого цилиндра, на котором толщина витка равна ширине впадины;
p - шаг резьбы, т.е. расстояние между одноименными сторонами двух соседних витков в осевом направлении;
ph - ход резьбы, т.е. расстояние между одноименными сторонами одного и того же витка в осевом направлении;
α - угол профиля резьбы;

 

42. Момент трения в резьбе и на торце гайки (винта). Расчёт резьбы на напряжение смятия и среза. Высота гайки и глубина завинчивания.


Подавляющее большинство резьбовых соединений с предварительной затяжкой. Затяжка создается при сборке с целью, чтобы после приложения рабочей нагрузки не происходило раскрытия стыка или сдвига соединяемых деталей.

При завинчивании гайки (или винта с головкой) необходимо приложить момент завинчивания Тзав для преодоления момента ТР сопротивления в резьбе и момента ТТ сопротивления на торце гайки:

Тзав = ТР + ТТ , (2.1)

где TP = Ft d2 / 2 = 0,5 Fзатd2tg(Ψ + φ1) ; (2.2)

ТТ = 0,5 FзатfTdср , (2.3)

Fзат – осевая сила затяжки;

d2 – средний диаметр резьбы;

Ψ – угол подъема резьбы;

φ1 – приведенный (с учетом влияния угла профиля α) угол трения в резьбе: φ1 = φ / cos(α/2),

φ – угол трения материалов пары винт – гайка;

fT – коэффициент трения материалов пары гайка – деталь;

dср – средний диаметр кольца (рис. 2.2):

dср = 0,5(D + dh).

Эксплуатация резьбовых соединений показывает, что выход из строя болтов, винтов, шпилек и т.п. деталей происходит вследствие разрыва (или вытяжки) их стержня по резьбе или переходному сечению у головки. Разрушение или повреждение элементов резьбы происходит реже и характерно для деталей, часто подвергающихся разборке-сборке. При необходимости выполняют проверочные расчёты резьбы на прочность по напряжениям среза и смятия.

Условие прочности резьбы на срез имеет вид

τcp= Q/Аcp) ≤[τcp],

где Q–осевая сила; Aср– площадь среза витков нарезки; для винта (см. рис.1.9) Aср= πd1kHг,для гайки Аср = πDkHг.Здесь Нг – высота гайки; k–коэффициент, учитывающий ширину основания витков резьбы: для метрической резьбы для винта k≈ 0,75, для гайки k≈ 0,88; для трапецеидальной и упорной резьб (см. рис.1.11, 1.12) k≈ 0,65; для прямоугольной резьбы (см. рис.1.13) k= 0,5. Если винт и гайка из одного материала, то на срез проверяют только винт, так как dl<D.

 

Условие прочности резьбы на смятиеимеет вид

σ= Q/А≤[σ],

где Асм – условная площадь смятия (проекция площади контакта резьбы винта и гайки на плоскость, перпендикулярную оси): Асм = πd2hz, где (см. рис.1.9) nd2длина одного витка по среднему диаметру; h–рабочая высота профиля резьбы; z=Нг/р –число витков резьбы в гайке высотой Нг; р– шаг резьбы (по стандарту рабочая высота профиля резьбы обозначенаН1).

Из условия равнопрочности стержня болта на растя­жение под действием осевой нагрузки и резьбы гайки на изгиб, на срез и смятие определяют необходимую высоту гайки. Установлено, что первый от точки при­ложения силы виток резьбы воспринимает 34% всей нагрузки, вто­рой — 23%, третий — 15%, а десятый — только 0,9%. Таким образом, все витки резьбы гайки после десятого практически никакой нагрузки не воспринимают.

Так же как резьба гайки, работает резьба гнезда, в которое ввинчивается винт или шпилька. В зависимости от того, из какого материала изготовле­ны детали, в которые ввинчиваются шпильки, меняется и глубина завинчи­вания шпилек. Здесь уже учитывается и величина осевой нагрузки, ибо, чем она больше, тем больше диаметр шпильки, а тем, следовательно, боль­ше и глубина завинчивания.

 


 









Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su не принадлежат авторские права, размещенных материалов. Все права принадлежать их авторам. Обратная связь