1.4. З’єднання дм

Це-сполучні елементи (заклепки, болти, шпонки та ін.) та прилеглі частини з’єднуваних деталей (фланці, виточки, пази і т.п.).

В окремих випадках спеціальні сполучні деталі можуть бути відсутніми.

З’єднання дозволяють скласти з окремих деталей машину, вузол, агрегат.

За ознакою можливості розбирання з’єднання поділяються на:

- нерознімні (неможливо розібрати без руйнування або пошкодження, це-заклепкові, зварні, клейові, паяні, вальцьовані, з’єднання з натягом (умовно));

- рознімні (дозволяють багаторазове складання й розбирання): різьбові, шпонкові, шлицьові, штифтові, клинові, профільні.

Загальна тенденція розвитку з’єднань деталей машин -зближеня їх по міцності з з’єднувальними (цілими) деталями.

1.5.Рознімні з’єднання деталей машин

Перелік їх ми розглянули раніше. Першими в ньому стоять різьбові з’єднання.

Різбові з’єднання

Різьбові з’єднання це з’єднання за допомогою кріпильних деталей -гвинтів, болтів, гайок або різьби, нанесеної безпосередньо на з’єднувані деталі. (Дати пояснення болт, гвинт, шпилька на практичних)

Різьба виконується шляхом нанесення на поверхню деталей гвинтових канавок, які нарізаються згідно з профілем, який потрібен. Які бувають профілі-про це нижче.

А зараз деяка загальна інформація про різьбові з’єднання.

Вони мають досить широке застосування завдяки тому, що:

1. Порівняно легко створювати значні осьові зусилля.

1. Фіксація зажиму можлива в будь-якому положенні.

1. Зручна форма і порівняно малі габарити.

1. Простота і можливість точного виготовлення.

Гвинтові пари-2 функції.

Окрім кріпильних функцій гвинтові пари застосовуються для здійснення поступального руху (піднімання вантажів-домкрати, гвинтові преси, знімачі; точних переміщень-прилади, ваги (гвинтове регулювання) ті ін.).

В сучасних машинах деталі з різьбою становлять понад 60% від загальної кількості.

Державний стандарт було вперше в історії машинобудування запроваджено саме для різьбових з’єднань деталей машин в минулому віці.

1.6. Види різьб

Профіль різьби визначається формою перерізу витка в осьовій площині.

Класифікуються різьби за цілим рядом ознак. (Рис.2-дати усі витки разом!)

1. За формою профілю витка в осьовому перерізі деталі:

а) трикутна різьба (рис.4а). Трикутні різьби бувають метричні та дюймові. В метричних всі елементи вимірюють в міліметрах, а в дюймових -в дюймах (1дюйм=25,4мм)*. Привершинний кут в метричній різьбі α=60⁰. а у дюймовій 55⁰ або 60⁰;

б) прямокутна різьба (найчастіше квадратна, рис.4б);

в) трапецієвидна різьба симетрична (рис.4в);

г) трапецієвидна різьба асиметрична,( упорна рис.4г), при великих навантаженнях кут при вершині 45⁰;

Рис.4

д) кругла різьба (рис.4д).

2. Залежно від форми стержня на якому знаходится різьба:

- циліндричні;

- конічні.

3. Різьба буває зовнішня або внутрішня.

3. Залежно від направлення обертанння при загвинчуванні різьба буває права або лівою.

1.7. Основні параметри різьби (Рис.5)

1) d- зовнішній діаметр (номінальний, що входить в маркування різьби);

2) d₂ - середній діаметр різьби;

3) d₁ - внутрішній діаметр різьби;

4) р - крок різьби (відстань між одноіменними боковими гранями поряд розміщених витків. Вимірюється по середньому діаметру).

5) n - кількість заходів різьб (рис.6)

6) Хід різьби Р_h - відстань між одноіменними боковими гранями двох витків, розміщених поряд на одній і тій же нитці, вимірюється по середньому діаметру: P_h=p·n (рис.2).

7) ψ (псі) -кут підйому гвинтової лінії (рис.7).

Рис.5

Рис.6 Рис.7

8. γ - кут нахилу робочої грані витків (дати пояснення з рис.4 і т.д.).

8. ККД (коефіцієнт корисної дії) гвинтової пари

(1.7.1)

10) Важлива характеристика - умова самогальмування

ψ

- зведений кут тертя,

=arctg (1.7.2)

f- коефіцієнт тертя ковзання між витками різьби.

Пояснимо параметри з пунктів 5, 6, та 7 з допомогою рисунків.

На рис.7 -розгортка на площині одного витка різьби по середньому діаметру d₂, отже

ψ=arctg (1.7.3)

Розглянемо детальніше різновиди різьб по профілю витка в осьовому перерізі деталі відповідно до значень та ККД:

1. прямокутна різьба має γ=0⁰ і згідно з залежністю (2):

=arctg=arctg f/1 (1.7.4)

2) трапецієвидна різьба асиметрична (упорна) має γ=3⁰;

3) трапецієвидна різьба симетрична - γ=15⁰;

4. кругла різьба - γ=15⁰;

4. трикутна метрична різьба - γ=30⁰.

Висновок: найбільше значення має трикутна різьба.

=arctg =arctg =arctgf/0,866 (1.7.5)

Отже, згідно з залежністю (1) трикутна різьба має найменший ККД, а найбільший-прямокутна різьба. На другому місці по величині ККД за нею стоїть упорна різьба і т.д.

Характеристика різьб та область їх застосування

Залежно від профілю витка:

а) трикутна різьба-основна кріпильна різьба, бо вона найзручніша у виготовленні, має найбільш міцні витки (кут 55⁰ або 60⁰-найширша основа витка), забезпечує найбільше тертя між витками гвинта та гайки (теж завдяки великому привершинному куту);

б) прямокутна (квадратна) застосовується в передачах гвинт-гайка для передавання руху, але її беруть рідко, бо бічні поверхні витків швидко спрацьовуються (кут 90⁰), з’являється осьовий люфт.

Крім того, цю різьбу важко зробити самогальмівною, але про це докладно поговоримо дещо пізніше);

в) трапецієвидна симетрична різьба-основна для передач гвинт-гайка, бо вона зручна у виготовленні, міцніша, ніж прямокутна;

г) трапецієвидна асиметрична (упорна) різьба застосовується в передачах гвинт-гайка для гвинтів з великим одностороннім осьовим навантаженням (гвинтові преси, натискні пристрої прокатних станків, вантажні гаки та інше). Робоча грань має кут нахилу 3⁰, а неробоча-30⁰, але для особливо великих навантажень -45⁰;

д) кругла різьба-профіль по дузі кола, кут між дотичними -30⁰. Застосовується в трьох випадках:

1) для великих динамічних навантажень;

2) для роботи в дуже забрудненних середовищах;

3) для тонкостінних деталей (видавлюється - цоколі електроламп, пробки для пляшок для деталей; зі скла і йому подібних матеріалів (литво) - патрони електроламп розжарювання (пластмаса), шийки пляшок (скло, пластмаси) та ін.

Важливою характеристикою різьби є її здатність до самогальмування.

Умова самогальмування:

ψ (1.7.6)

З зробленого нами аналізу витікає, що найбільшу здатність до самогальмування має трикутна метрична різьба. Ось чому вона застосовується для кріпильних деталей.

А ось для ходових гвинтів (передача гвинт-гайка) важливо мати різьбу з великим ККД, щоб уникнути непродуктивної витрати енергії (це-прямокутна, упорна й симетрична трапецієвидна різьби).

Витки прямокутної різьби важко точно обробляти, раніше визначені інші її вади, внаслідок чого вона й застосовується рідко.

Всі різьби, окрім прямокутної, стандартні.

Декілька коментарів стосовно застосування різьб, що відрізняються іншими ознаками (окрім профілю витка).

Найчастіше застосовується циліндрична різьба, як більш проста у виготовленні і зручна (технологічна).

Конічна різьба застосовується для щільних з’єднань, бо не потребує допоміжних засобів для забезпечення щільності (прокладок та ін.).

Ліва різьба використовується тільки в спеціальних випадках (наприклад газовий редуктор та ін.).

Дюймова різьба традиційно застосовується для з’єднання труб (трубна різьба), хоча зараз її вже витискує з цієї області метрична різьба, а також для машин, що експортуються в країни з дюймовою системою мір та для ремонту машин, імпортованних з цих країн.

Багатозахідні різьби мають більший ККД і застосовуються для передач гвинт-гайка. Для кріпильних деталей-однозахідна (самогальмування).

Лекція №2