Резьбовые соединения

Резьбовые соединения, то есть соединения деталей с использованием резьбы, являются наиболее распространенными в машиностроительной практике и технике вообще. К ним относятся соединения с помощью резьбовых муфт, болтов, винтов, шпилек, стяжек и т. п. Основным элементом резьбового соединения является резьба.

Все применяемые в машиностроении резьбы разделяются на крепежные и специальные. Крепежная резьба имеет треугольный профиль. К крепежным резьбам относятся: метрическая, дюймовая и трубная.

Все крепежные резьбы имеют треугольный профиль. К специальным резьбам относятся: трапецеидальная и прямоугольная.

Профиль метрической резьбы - равносторонний треугольник с углом профиля, с основанием, равным шагу, и с притуплением (на 1/8 высоты у винта и на 1/4 высоты у гайки) вершины (см. рис. 5.33).

Метрические резьбы делятся на резьбы с крупными и мелкими шагами. Резьбы с мелким шагом наиболее надежны по отношению к самоотвинчиванию при знакопеременных или вибрационных внешних нагрузках на соединение.

Дюймовая резьба - это резьба с углом профиля =55° и размерами в дюймах. Дюймовая резьба применяется только при замене изношенных частей имеющегося оборудования. Использовать ее во вновь изготавливаемых машинах не разрешается.

Трубная резьба (рис. 5.34) аналогична дюймовой, но не имеет зазоров при вершине; применяется для соединения труб, арматуры, то есть там, где необходима герметичность соединения.

Трапецеидальная резьба (см. рис. 5.35) в профиле - равнобокая трапеция с углом профиля – применяется для силовых винтов, передающих движение в обе стороны.

Для грузовых винтов (домкратов, прессов и т. п.) применяется также прямоугольная резьба, которая имеет некоторые преимущества перед трапецеидальной (выигрыш в силе и больший КПД), но она не стандартизована и применяется сравнительно редко по следующим причинам:

· нарезание прямоугольной резьбы возможно только на токарном станке, а трапецеидальная может быть получена и на резьбофрезерном, что значительно производительнее;

· она менее прочна;

· возникающие при износе зазоры не регулируются.

Резьбовые крепежные изделия. К ним относятся: болты, винты, шпильки, гайки, детали трубопроводов (ниппели, сгоны, муфты и т. д.).

Болтом называется цилиндрический стержень с резьбой и имеющий головку. За головку болт вращается или, наоборот, удерживается от вращения при соединении деталей. Нарезанной частью болт ввинчивается в гайку.

Винт отличается от болта только тем, что вверчивается не в гайку, а в резьбовое отверстие одной из соединяемых деталей.

На рис. 5.36, а показано стандартное болтовое соединение двух деталей, состоящее из болта, гайки и шайбы.

Головка болта имеет форму шести- или четырехгранной призмы.

Стержень болта входит в отверстия соединяемых деталей с зазором. На стержень навинчивается гайка. Между гайкой и соединяемыми деталями, во избежание повреждения детали вращающейся гайкой, ставят кольцевую пластинку - шайбу.

Болтовое соединение применяется для соединения деталей малой толщины. Соединение винтом, ввинчиваемым в одну из скрепляемых деталей, показано на рис. 5.36, б. В зависимости от размеров и назначения болты и винты имеют различные головки (рис. 5.37): а - шестигранные; б - четырехгранные; в - цилиндрические с внутренним шестигранником; г - цилиндрические с внутренним шлицем под отвертку; д - полукруглые со шлицем; е - потайные со шлицем.

Соединение деталей посредством шпильки представлено на рис. 5.38.

Шпилька - цилиндрический стержень, имеющий винтовую нарезку с обоих концов. При соединении шпилькой ее ввертывают в одну деталь, а на другой конец навертывают гайку.

Несмотря на то, что все крепежные резьбы удовлетворяют условию самоторможения, при вибрациях возможны случаи самоотвинчивания. Во избежание самоотвинчивания применяют особые устройства, называемые гаечным замком. Некоторые из них приведены на рис. 5.39.

Контргайка (рис. 5.39, а) – вторая гайка, навертываемая поверх основной и создающая в резьбе силу трения.

Шплинт – проволока полукруглого поперечного сечения, сложенная вдвое и пропущенная через гайку и болт (рис. 5.39, б) или только через болт (рис. 5.39, в).

Пружинная шайба (рис. 5.39, г) - специальная шайба, подкладываемая под гайку. Отвертыванию гайки препятствуют острые края концов шайбы, упирающиеся в торец гайки и в прижимаемую деталь.

На рис. 5.39, д и 5.39, е изображены еще две конструкции замков. В обоих случаях повороту гайки препятствует загнутый край или лепесток специальной шайбы, подложенной под гайку.

Заключение

Учебное пособие «Техническая механика» адресовано студентам инженерно-экономических специальностей. Авторы старались учесть главную задачу высшего образования – научить обучаемого учиться, и при отборе минимума материала обеспечить целостность курса. Пособие включает не только «рецепты» что и как нужно делать для получения нужного результата, но и предлагает базу, на которой может строиться самообучение.

В настоящее время только большой кругозор и широта знаний многих смежных наук позволят стать настоящим специалистом.

В работе важна ее систематичность и непрерывность, то есть надо работать с первого дня семестра и до его последнего дня. Бывают случаи, когда студенты пытаются изучить какой-либо предмет в течение нескольких предэкзаменационных суток. Предположим даже, что им удастся удачно ответить экзаменатору. Но о чем это говорит? Только о том, что эти студенты обладают хорошей формальной памятью. Освоить же в таких условиях предмет по-настоящему, понять его, продумать, научиться применять, конечно, невозможно. Ведь глубокое, прочное знание появляется лишь тогда, когда достаточно развиты навыки научного мышления.

Непонимание и трудности усвоения отдельных вопросов механики объясняются тем, что студенты, как правило, плохо подготовлены по математике и физике.

Что делать студенту, которому трудно дается решение задач и понимание различных разделов курса? Во-первых, ему надо вернуться ранее пройденному и вновь прочитать соответствующие места в пособии, подробно разобрать предлагаемый в пособии пример решения задачи. Затем, ему полезно обратиться к учебникам, хотя бы к тем, которые рекомендованы в предлагаемом списке литературы. О чем говорит выполнение домашних заданий? Контрольная работа выполняется в одну ночь перед тем днем, когда они нужны. А еще бывает, что просто переписывается у кого-то. Перепишет и, в лучшем случае, кое-как разберется. Самостоятельная работа – это, прежде всего, самостоятельная мысль.

Вне зависимости от того, в какой сфере будет работать выпускник инженерно-экономического направления, освоение им методов изучения взаимодействия тел, их деформации, а также ознакомление с терминологией курса позволит специалисту находить общий язык с конструкторами технологами, производственниками, проводить технико-экономический анализ работы предприятия.

Список литературы

1. Путята Т. В., Можаровский Н. С. и др. Прикладная механика. – Киев.: Вища школа, 1977. – 536 с.

2. Бутенин Н. В., Лунц Я. Л., Меркин Д. Р. Курс теоретической механики. В 2 т. – СПб.: Лань, 2002. – 736 с.

3. Тарг С. М. Краткий курс теоретической механики: учебник для вузов / С. М. Тарг. – 15 изд. – М.: Высш. шк., 2005. – 416 с.

4. Мещерский И. В. Задачи по теоретической механике: учебное пособие. – 38 изд. – СПб.: Лань, 2001. – 448 с.

5. Беляев Н. М. Сопротивление материалов. – М.: Наука, 1976. – 607 с.

6. Феодосьев В. И. Сопротивление материалов: учебник для втузов. – 9 изд., перераб. – М.: Наука, 1986. – 512 с.

7. Степин П. А. Сопротивление материалов: учебник. – 8 изд. – М.: Высш. шк., 1988. – 367 с.

8. Айзенберг Т. Б. и др. Руководство к решению задач по теоретической механике. – М: Наука, 1970. – 416 с.

9. Миролюбов И. Н. и др. Пособие к решению задач по сопротивлению материалов. – М.: Машиностроение, 1974. – 493 с.

10. Борисов М. И., Зуев Ф. Г. Основы технической механики и детали механизмов приборов. – М.: Машиностроение, 1977. – 341 с.

11. Мовнин М. С. и др. Основы технической механики. – Л.: Судостроение, 1969. – 568 с.