2 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МЕХАНИКА. Методические указания
 Скачать 9.32 Mb.
|
|
Основные типы резьб. Метрическая резьба — изготовляется по стандарту с крупным и мелким шагом (табл. 1.12). Угол наклона у боковой стороны профиля дает возмож ность самоторможения и обеспечивает восприятие больших осевых сил (рис. 5.1.5). Мелкие резьбы применяют в соединениях, работающих при пе ременных нагрузках. Рисунок 5.1.5– Метрическая резьба Дюймовая резьба имеет профиль равно бедренного треугольника с углом при вер шине α = 55°. Число витков задают на дюйм (1 дюйм = 25,4 мм). В РФ используется при ремонте импортного оборудования. Трубная резьба имеет профиль равнобед ренного треугольника с закругленными вы ступами и впадинами (рис. 5.1.6). Рисунок 5.1.6– Трубная резьба Трапецеидальная резьба — основная в передаче винт—гайка. Профиль — равнобочная трапеция, угол профиля α = 30°, угол наклона боковой стороны = 15° (рис. 5.1.7). Характеризуется технологичностью, малыми потерями на трение, КПД выше, чем у резьб треугольного профиля. Применяется для реверсивных передач под нагруз кой (домкраты, прессы, ходовые винты станков). Упорная резьба (рис. 5.1.8). Профиль — неравнобочная трапеция с = 3°. Применяют в передаче винт—гайка при больших односторонних нагрузках (винты домкратов, прессов). Рисунок 5.1.7– Трапециедальняя резьба Рисунок 5.1.8– Упорная резьба Прямоугольная резьба (рис. 5.1.9). Профиль резьбы — квадрат, = 0°. Имеет самый высо кий среди резьб КПД, но затруднительна в изготовлении. Затруднение вызваны тем, что эту резьбу нельзя фрезеровать и шлифовать, т. к. угол профиля α = 0°. Не стандартизиро вана. Применение ограниченно (малонагруженные передачи винт—гайка). Рис. 5.1.9. Прямоугольная резьба Таблица 1.12 - Основные размеры метрической резьбы, мм (по ГОСТ 9150-81. ГОСТ 8724-81 d, D — наружные диаметры соответственно наружной резьбы (болта) и внутренней резьбы (гайки); d2, D2 — средние диаметры соответственно болта и гайки; d1, D1 — внутренние диаметры соответствен но болта и гайки; d3 — внутренний диаметр болта по дну впа дины; р — шаг резьбы; Н — высота исходного треугольника. Номинальные значения диаметров резьбы должны соответствовать указанным на чертеже и в таблице.
Конструктивные формы резьбовых соединений. Наибольше распространение среди резьбовых деталей получили кре пежные болты, шпильки, винты, гайки. Соединение болтом (рис. 5.1.10, а) применяют для деталей сравнительно малой толщины, а также при многократной разработке и сборке соедине ний. При большой толщине соединяемых деталей предпочтительны шпильки (рис. 5.1.10, в). Рисунок 5.1.10. Виды резьбовых соединений: Рисунок 5.1.11. Формы головок болтов: а — соединение болтом; б — соединение вин-а - шестигранные; б, е — полукруглые; том; в — соединение шпилькой е, ж — цилиндрические; г, д — по тайные. Болты и крепежные винты различают по форме головок, форме стержня, а также по степени точности изготовления (рис. 5.1.11). Чаще применяют болты и винты с шестигранной головкой, так как они позволяют приложить больший момент завинчивания и получить большие силы затяжки деталей. Гайки различают в зависимости от формы, высоты и точности изготовле ния (рис. 1.46, 1.47). Шайбы подкладывают под гайки увеличивая этим опорную поверх ность и предохраняя детали от задиров. Существуют шайбы пружинные, стопорные и др. применяемые для предохранения резьбовых деталей от самоотвинчивания. Рисунок. 5.1.12 - Виды гаек: Рисунок 5.1.13 - Гайки шестигранные: а — гайка круглая, б — гайка-барашек а — нормальной высоты; б — высокая; в — узкие; г — корончатые КПД винтовой пары. При переменных нагрузках условие самоторможения не наблюдается, по этому применяют различные способы стопорения. КПД винтовой пары л определяется как отношение полезной работы Wпна винте к затраченной WЗ за один оборот винта или гайки. где — угол подъема резьбы; — приведенный угол трения, f' — приведенный коэффициент трения (рис. 5.1.1). Значение КПД имеет смысл для передачи винт—гайка. Для повышения КПД применяют многозаходную резьбу с углом подъема до 40°, а также антифрикционные материалы (бронзу и др.), вводят смазочные материалы. Классы прочности и материалы резьбовых изделий. Стальные болты, шпильки и винты изготовляют 12 классов прочности, которые обозначают двумя числами, разделенными точкой: 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.6, 6.8 и т. д. Первое число, умноженное на 100, указывает мини мальное значение временного сопротивления в Н/мм2 (МПа); произве дение чисел, умноженное на 10, определяют предел текучести в Н/мм2. Класс прочности деталей выбирается в зависимости от степени нагружен ности. При малой нагруженности принять 5.6; 6.6 — для средней негруженности; 12.9 — для высокой нагруженности.
Для стандартных крепежных резьбовых деталей общего назначения применяют низко- и среднеуглеродистые стали по ГОСТ 1759.4—87.
Углеродистые стали 10...35 являются дешевыми и позволяют изготов лять болты, винты, гайки методом штамповки с последующей накаткой резьбы. Легированные стали ЗОХ, 30ХГСА применяют при высоких нагруз ках на детали, испытывающих переменные и ударные нагрузки. Значения допускаемых напряжений определяют в зависимости от предела текучести , так как в большинстве случаев резьбовые изделия изготовля ют из пластичных материалов. При расчете на растяжение: , ( — см. табл. 1.14). При расчете на срез: []ср = 0,4 . При расчете на смятие: []см = 0,8 . Значения допускаемого коэффициента запаса прочности зависят от характера нагрузки, качества монтажа (контролируемая или неконтро лируемая затяжка), материала крепежных деталей из углеродистых сталей: для незатянутых соединений = 1,5...2 (в общем машинострое нии); для грузоподъемного оборудования = 3...4; для затянутых соединений = 1,3...2, (при контролируемой затяж ке) и — при неконтролируемое затяжке.
Типовые схемы расчета болтов Рисунок 5.1.14 – Нагружение стержня винта растягивающей силой Опыт эксплуатации машин, аппаратов показал, что отказы соединений обычно происходят из-за разруше ния резьбовых изделий и разгерметизации стыков. Как правило происходит поломка болтов и шпилек по резь бовой части. Реже встречаются поломки болтов под го ловкой и срез резьбы в гайке. Рассмотрим некоторые случаи нагружения болтов (винтов). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||