17. Резьбовые соединения, основные понятия и определения. Типы резьб. Взаимодействие между винтом и гайкой.

Соединения деталей с помощью резьбы являются одним из старей­ших и наиболее распространенных видов разъемного соединения. К ним относятся соединения с помощью болтов, винтов, винтовых стя­жек и т. д.

Резьба — выступы, образованные на основной поверх­ности винтов или гаек и расположенные по винтовой линии. По форме основной поверхности различают цилиндрические конические резьбы. Наиболее распространена цилиндрическая резьба. Коническую резьбу применяют для плотных соединений.

Профиль резьбы – контур сечения резьбы в плоскости, проходящей через ось основной поверхности. По форме профили различают треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, круглые и др.

По направлению винтовой линии различают правую и левую резьбы. Если резьбовые выступы расположены по двум или нескольким параллельным винтовым линиям, то они образуют многозаходную резь­бу. По числу заходов различают однозаходную, двухзаходную и т. д. резьбы. Наиболее распространена однозаходная резьба.

Геометрические параметры резьбы: d – наружный диаметр; d1 – внутренний ди­аметр (номинальные значения d и d1 одинаковы для винта и гайки), d2 – средний диаметр (диа­метр воображаемого цилиндра, образующая которого пересекает резьбу в таком месте, где ширина выступа равна ширине канавки); h – рабочая высота профиля, по которой соприкасаются боковые стороны резьб винта и гайки, р — шаг (расстояние между одноименными сто­ронами соседних профилей, измеренное в направлении оси резьбы); р1 – ход (поступательное перемещение образующего профиля за один оборот пли относительное осевое перемещение гайки за один оборот).

α – угол профиля, ψ – угол подъема.

Основные типы резьб. По назначению различают резьбы крепежные и резьбы для винтовых механизмов.

Резьбы крепежные метрическая с треугольным профилем— основная крепежная резьба, трубная— треугольная со скругленными вершинами и впадинами, круглая.

Резьбы винтовых механизмов (ходовые резь­бы), прямоугольная, трапецеидальная симметричная, трапецеидальная несимметричная, или упорная.

Взаимодействие между винтом и гайкой: гайку жестко соединяют со стержнем винта.

18. Расчет винтовых соединений при нагруженном силами в плоскости стыка.

Применяют соединения двух видов:

а) с винтами, устанавливаемыми в от­верстиях с зазором,

б) с винтами, уста­навливаемыми под развертку без зазора.

Первый вид соединений дешевле, но второй может воспринимать большие на­грузки и обеспечивает центрирование деталей.

В случае установки винтов с зазором они должны создавать силу трения на поверхности стыка, превышающую внеш­нюю сдвигающую нагрузку.

Потребная сила затяжки винта

, где

Q – расчетная сдвигающая сила, приходящаяся на один наиболее нагру­женный винт; i – число стыков, стяги­ваемых винтом; f – коэффициент трения.

Затяжку назначают с напряжением 0,6ог, а в металлических конструкциях при контроле затяжки до 0,8 σТ. По этой силе затяжки может быть определен по­требный диаметр винта. В случае установки винтов под раз­вертку их рассчитывают на срез.

Условие прочности винта:

, где где dC – диаметр стержня винта в опасном сечении; i – число поверхностей среза.

При соединении тонкостенных деталей необходим дополнительный расчет на смятие.

В высоконапряженных соединениях при стесненных габаритах и постоянной на­грузке допустимо вести расчет с учетом того, что часть внешней нагрузки пере­дается силами трения в стыках, а осталь­ная стремится срезать винты.