Деталі машин: Конспект лекцій № 1-11 (Зварні з'єднання. Муфти приводів), страница 3

Однозахідна (мал. 1l a) застосовуються для кріпильних деталей.

Багатозахідна (мал. 11 б) - звичайно для силових з'єднань. Кут нахилу спірали нарізки ( визначається з формул:

для однозахідної різьби -  tgb = ,

для багатозахідної різьби - tgb = ,

 де Z - число заходів,  t - крок, d_c - середній діаметр.

]

4. Циліндричні й конусні різьби

Рис. 12

Конусні різьби (мал. 12) застосовується там, де необхідно герметично щільне з'єднання (пробки, труби, наконечники арматур). Застосовуються конусні різьби як метричної, так і дюймової системи виміру.

Для можливості загвинчування конічних різьб із циліндричними, бісектриса кута профілю конусної різьби за ГОСТ перпендикулярна осі.

5. Метричні й дюймові різьби   

Для нового проектування різьби дюймової системи вимірювання заборонені; вони застосовуються тільки для ремонтних цілей.

У дюймових різьб крок визначається числом ниток різьби на дюйм.

Елементи кріпильних з'єднань

Рис. 13

Болт (мал. 13 a) вимагає для розміщення гайки багато місця що збільшує габарити й вагу конструкції. Зате, при обриві він легко заміняється.

Гвинт (мал.13 6) може мати головку різної форми, зокрема й шестигранну. Гвинт загвинчується в корпус і тому вимагає мало місця для розміщення, що скорочує розміри й вагу конструкції. Однак, при складанні, різьба в корпусі (особливо чавунному або алюмінієвому) можуть бути ушкоджені. При обриві важко витягти частину, що залишилася в різьбі, гвинта.

Шпилька також загвинчується в корпус, для чого має із цієї сторони тугу нарізку. При розбиранні згвинчується тільки гайка й туге різьблення в корпусі не ушкоджується. Шпильки рекомендується застосовувати при чавунних або алюмінієвих корпусах.

Силові залежності в різьбовому сполученні

Рис. 14

а) залежність між осьовою силою й крутним моментом на осі гвинта або гайки при загвинчуванні

D_c - середній діаметр тертя по торцю головки або гайки;

d_c - середній діаметр різьблення;

M_k - крутний момент на осі ;

P - осьове зусилля;

Т - окружне зусилля по середньому діаметрі різьби;

N - нормальне зусилля взаємодії між гвинтом і гайкою, вектор якого зміщений на кут тертя (;

f - коефіцієнт тертя в торці;

f₁ - коефіцієнт тертя в різьбі.

tg r = f₁

При загвинчуванні виникають моменти тертя в різьбі й на торці:

M_k = M_рез + M_гор

M_рез = T = P tg(b+r)

M_гор = Pf

M_k = P tg(b+r) + Pf

M_k = P [tg(b+r) + f ]

б) визначення ККД різьби

ККД різьби визначається відношенням ідеального моменту (без урахування сил тертя) до реального моменту (з урахуванням тертя).

ККД - h =

h = ;                h = .

В окремому випадку, коли тертя в опорах по торцях дуже мале (наприклад, якщо опорою є підшипники кочення):

h = .

Засоби проти самовідгвинчування гвинтів і гайок

Рис. 15

У машинах, де діють циклічні навантаження, для всіх гвинтів і гайок повинні передбачатися засоби проти самовідгвинчування. У порядку убутної надійності застосовуються для цієї мети: корончаті гайки зі шплінтом (мал.15а), відгинні шайби (мал. 156), зав'язування дротом (мал. 15в), пружинні шайби (Гровера) (мал. 15г), контргайки (мал.15в) і інші способи.

Матеріал гвинтових з'єднань

Стандартні гвинти й гайки виготовляються зі Ст.3, іноді Ст.4 і Ст.5, а також сталей: А-12 (автоматна), Ст.20, Ст.35, Ст.45 і інших.

Для більш відповідальних напружених з'єднань застосовуються: СТ.40Х, СТ.40ХН і інші. Шайби пружинні виготовляються зі Ст.65Г с термообробкою, відгинні пластини й дріт для зав'язування - зі Ст.1.

Розподіл навантаження по витках різьби

Рис. 16

Розподіл навантаження по витках різьби внаслідок великої жорсткості гайки нерівномірний, на мал.16 показана епюра по Н.Е.Жуковському.

Застосувавши гайку змінної жорсткості (показано пунктиром), можна отримати більш сприятливу епюру.

Розрахунок гвинтових з'єднань

Небезпечними напруженими станами для болта або гвинта можуть бути наступні:

а) стержень болта - на розрив по внутрішньому перерізу різьби;

б) різьба гайки - на зминання, зріз або вигин;

в) головка болта - на зріз.

У стандартних болтах пункти (б) і (в) рівноміцні з пунктом (а), тому розраховується тільки стержень на розрив. Із цих міркувань висота головки h=0,7d,    гайки - H=0,8d.