Разъемные соединения. Резьбовые соединения. Типы резьб. Детали резьбовых соединений. Основные расчетные случаи. Виды разрушений

1.

Лекция 8б
Разъемные соединения. Резьбовые соединения.
Общие сведения. Типы резьб. Детали резьбовых
соединений. Основные расчетные случаи. Виды
разрушений.

2.

Резьбовые соединения являются
наиболее совершенным, а потому массовым
видом разъёмных соединений. Применяются
в огромном количестве во всех машинах,
механизмах, агрегатах и узлах.

3.

Достоинства:
- технологичность;
- взаимозаменяемость;
- универсальность;
- надёжность;
- массовость.

4.

Недостатки:
- раскручивание (самоотвинчивание) при
переменных нагрузках и без применения
специальных устройств (средств).
- отверстия под крепёжные детали как
резьбовые так и гладкие вызывают
концентрацию напряжений.
- для уплотнения (герметизации) соединения
необходимо использовать дополнительные
технические решения.

5.

Болтовое соединение.
Соединение деталей с помощью винта и гайки
называются болтовыми, а предназначенные для
них винты, соответственно, болтами. Болты, как
правило, имеют шестигранную головку «под ключ».
1 - Болт
2 - Гайка

6.

Классификация болтов
1. По назначению
- Лемешные используются для крепления навесного
оборудования для сельскохозяйственных машин.
- Мебельные используются в мебельной
промышленности и строительстве.
- Дорожные используются для дорожных ограждений,
для специальных металлоконструкций.
- Машиностроительные используются в
машиностроении, автомобилестроении,
приборостроении и строительстве в качестве деталей
соединения.

7.

2. По форме
- откидные (ГОСТ 3033-79*)
- анкерные (ГОСТ 24379.1-80)
- рым-болты (ГОСТ 4751-73*)
- болты с шестигранной головкой (ГОСТ
7798.7817-80*, ГОСТ 10602-72*, ГОСТ 18125-72*)
- болты с полукруглой головкой (ГОСТ 7783-81*,
ГОСТ 7801-81*, 7802-81*)
- болты с потайной головкой (ГОСТ 7785-81*,
ГОСТ 7786-81*, ГОСТ 17673-81*)
- с фланцем (DIN 6921)

8.

3. По материалу:
- Стали
- Металлы цветные
- Пластмассы
- Другие материалы

9.

4. По классу прочности
11 классов прочности: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8;
6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9.
Высокопрочные болты используются в
соединение деталей с/х машин, ж/д креплений,
креплений деталей и соединений кранов, в
мостостроении и т. д.
В России к высокопрочным принято относить
болты, временное сопротивление которых больше
или равно 800 МПа.

10.

К специальным болтам относятся фундаментные
(а), болты конусные для отверстий из – под
развертки ( б), грузовые винты (рым-болты) ( в) и
многие другие.
Грузовой крюк с обоймой

11.

Винтовое соединение;
Винт (от нем. Gewinde — нарезка, резьба, через
польск. gwint) — крепёжное изделие в виде стержня с
наружной резьбой на одном конце и конструктивным
элементом для передачи крутящего момента на
другом. От шурупа винт отличается тем, что не имеет
конического сужения на конце и не создаёт резьбу
при вкручивании. Винт предназначен для
образования резьбового соединения или фиксации.

12.

Виды головок болтов и винтов

13.

Формы головок
(a) плоская, (b) выпуклая, (c) круглая, (d) грибовидная,
(e) потайная, (f) полупотайная

14.

Виды шлицев винтов
Прямой (плоский) шлиц
Крестообразный шлиц Филлипс[8] (PH)
Крестообразный шлиц Pozidriv/SupaDriv (PZ)
Квадратная головка
Шлиц Робертсона
Шестигранная головка
Шестигранный шлиц (Аллен)

15.

Шлиц Torq-set
Шлиц типа Torx (T, TX)
Защищённый шестигранник (pin-in-hex)
Защищённый Torx (TR)
Шлиц Triple square XZN
Шлиц Polydrive
Головка под вилочный ключ (Snake-eye)

16.

Концы болтов и винтов выполняют плоскими (а),
с конической фаской (б) или сферическими (в)

17.

В зависимости от формы стержня болты и винты
бывают с нормальным стержнем (а), с подголовком (б),
с точно обработанным утолщенным стержнем для
постановки без зазора в отверстие из-под развертки (в),
со стержнем уменьшенного диаметра не нарезанной
части для повышения упругой податливости и
выносливости при динамических нагрузках (г).

18.

Конструктивные формы гаек

19.

Шайбы

20.

Стопорение запирающими элементами

21.

Стопорение за счёт дополнительной силы трения

22.

Конструкции гаечных замков

23.

Инструмент для завинчивания и отвинчивания.
Гаечные ключи

24.

шпилечное соединение
Шпилька — крепёжное изделие в виде стержня с
наружной резьбой, образующее соединение при
помощи гайки или резьбового отверстия.
Предназначена для соединения между собой
деталей, имеющих гладкие или резьбовые отверстия.
Изготавливается с номинальным диаметром резьбы от
2 до 48 мм с различным сочетанием крупных и мелких
шагов.

25.

Установочные винты
Применяются при необходимости зафиксировать
взаимное расположение деталей относительно друг
друга. Для этого на концах имеют различные выступы
или углубления для лучшей фиксации деталей, а
также, если имеется необходимость или
возможность, изготавливают специальные отверстия
под концы установочных винтов.
Симметричный установочный винт

26.

Примеры концов установочных винтов:
по ГОСТ 12414-94 Концы болтов, винтов и шпилек.
Размеры. (ISO 4753:1999):
-конический конец;
-плоский конец;
-цилиндрический конец;
-засверлённый конец;
-ступенчатый конец;
-ступенчатый конец со сферой;
-ступенчатый конец с конусом;
-по другим стандартам:
-рифлёный конец;
-шариковый конец;
-симметричные установочные винты со шлицами с обеих
сторон (применяются при автоматической сборке).

27.

28.

Резьба
Резьба – поверхность,
образованная при винтовом
движении плоского контура по
цилиндрической или
конической поверхности.
Применяется как средство
соединения, уплотнения или
обеспечения заданных
перемещений деталей машин,
механизмов, приборов и т. п.

29.

Основы образования резьбы

30.

Основные параметры резьбы и единицы измерения

31.

Основными параметрами резьбы являются:
– форма и размер профиля;
d – наружный диаметр;
d1 – внутренний диаметр (номинальные значения d и d1
одинаковы для винта и гайки, зазоры во впадинах
образуются за счет предельных отклонений размеров
диаметров);
d2 – средний диаметр (диаметр воображаемого
цилиндра, образующая которого пересекает резьбу в
таком месте, где ширина выступа равна ширине
канавки);

32.

h – рабочая высота профиля, по которой
соприкасаются боковые стороны резьб винта и гайки;
р – шаг резьбы (расстояние между одноименными
сторонами соседних профилей, измеренное в
направлении оси резьбы); ph – ход винта для
многозаходных резьб, равный произведению шага на
число заходов;
– угол профиля;
– угол подъема (угол подъема развертки
винтовой линии по среднему диаметру), который
определяется как

33.

Профили резьб

34.

а — метрическая

35.

б — дюймовая

36.

в — трубная цилиндрическая

37.

г — метрическая коническая

38.

д — трубная коническая

39.

е — круглая

40.

ж — прямоугольная

41.

з — трапецеидальная

42.

и — упорная

43.

По шагу резьбы разделяются на основные и
мелкие. Мелкие резьбы для тех же диаметров
имеют меньший шаг того же профиля, что и в
основной резьбе.
Применение мелких резьб меньше ослабляет
сечение деталей и благодаря меньшему углу
спирали нарезки лучше предохраняет соединение
против самоотвинчивания.
Для диаметров свыше 20 мм уже обычно
применяются мелкие резьбы.
Пример обозначения резьбы:
М16 – основная (шаг 2 мм); М16х1,5 - мелкая.
Здесь: М - метрическая; 16 - номинальный (наружный)
диаметр резьбы в мм; 1,5 - шаг резьбы в мм.

44.

45.

По числу заходов винтовой линии различают
однозаходные
многозаходные

46.

Распределение осевой нагрузки по виткам резьбы
Распределение сил между витками резьбы,
полученное Н.Е. Жуковским для гайки с десятью
витками, показано на рисунке . На первый,
наиболее нагруженный, виток приходится около 1/3
общей силы на винт, а на десятый виток – менее
1/100 общей силы. Деформации в резьбе,
связанные с погрешностями профиля, контактные
деформации несколько снижают нагрузку на первый
виток резьбы. При такой большой неравномерности
распределения осевой силы по виткам большое
увеличение высоты гайки оказываются бесполезным
в связи с опасностью последовательного
разрушения витков.

47.

Схема распределения нагрузки между витками
резьбы по Н.Е. Жуковскому

48.

Клеммовое соединение — соединение валов и осей
со ступицей, имеющей один или 2 продольных
разреза, которая стягивается одним или
несколькими винтами или болтами с гайками.
Соединения применяются для передачи крутящего
момента или осевой силы на вал или на ось со стороны
ступицы или наоборот.

49.

Клеммовое соединение (от нем. Klemme — зажим),
фрикционно-винтовое соединение, служит для
закрепления на валах или осях с помощью винтов
различных деталей (рычагов, установочных колец,
шкивов и др.) имеющих разъем или прорезь.
Соединение обеспечивается силами трения,
действующими между поверхностями вала и отверстия
детали. В отличие от шпоночного соединения и
зубчатого соединения, К. с. позволяет закреплять
деталь на валу под любым углом и в любом месте по
его длине, а также облегчает сборку.

50.

Достоинства:
относительная простота конструкции, простота сборки или
монтажа, возможность передачи большого крутящего
момента или осевой силы;
в отличие от шпоночного и зубчатого соединений, может
служить также для крепления частей механизма под
произвольным углом, а не только соосно, а также крепить
деталь к валу в произвольном месте его длины.
Недостатки:
затруднена точная установка ступицы относительно вала;
предельная осевая сила и крутящий момент ограничены
силами трения сцепления.

51.

Штифтовые соединения служат для соединения осей и
валов с установленными на них деталями при
передаче небольших вращающихся моментов.
Образуются совместным сверлением соединяемых
деталей и установкой в отверстие с натягом
специальных цилиндрических или конических
штифтов. Соединения предназначены для точного
взаимного фиксирования деталей, а также для
передачи небольших нагрузок.

52.

Конструкции штифтов
цилиндрические (а,б), конические (в, г, д),
цилиндрические пружинные разрезные (е), просечённые
цилиндрические, конические и др. (ж, з, и, к), простые,
забиваемые в отверстия (б, в), выбиваемые из сквозных
отверстий с другой стороны (гладкие, с насечками и
канавками, пружинные, вальцованные из ленты,
снабжённые резьбой для закрепления или извлечения (д)

53.

Соединение цилиндрическим штифтом

54.

Достоинства штифтовых соединений:
- простота конструкции;
- простота монтажа-демонтажа;
- точное центрирование деталей благодаря
посадке с натягом;
- работа в роли предохранителя, особенно при
креплении колёс к валу.
Недостатком штифтовых соединений
является ослабление соединяемых деталей
отверстием.

55.

Профильные соединения

56. Спасибо за внимание