Раздел 6 разъемные соединения

6.1. Детали соединений

Связь между отдельными сборочными единицами и деталями машин осуществляется с помощью различных соединений. Существующие соединения делятся на разъемные и неразъемные.

К разъемным соединениям относят резьбовые, клиновые, шпоночные, шлицевые (зубчатые). Такие соединения могут быть разобраны без разрушения фиксирующих элементов. Разъемные соединения получили большое распространение в машиностроении. Основным их элементом является резьба.

К неразъемным относят заклепочные и сварные соединения, а также соединения, образованные пластическим деформированием, склеиванием, посадкой с натягом и другие, разборка которых невозможна без разрушения фиксирующих элементов или деталей изделия.

В учебном курсе рассматриваются соединения, связующим элементом которых является резьба, то есть разъемные резьбовые соединения.

6.1.1. Общие сведения о резьбах

Резьбой называется поверхность, образованная при винтовом движении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности. В первом случае она называется цилиндрической, а во втором – конической. Резьба получается путем нарезания режущим инструментом (резцами, метчиками, плашками и т.д.) на поверхности детали винтовых канавок.

П усть имеется деталь цилиндрической формы, например, вал, закрепленный на токарном станке (рис. 6.1). Если резец, равномерно перемещающийся вдоль образующей вала, углубить в этот вал, то на поверхности вала образуется прямая канавка (рис. 6.1, а). Если резец углубить в равномерно вращающийся вал, то на его поверхности образуется канавка, имеющая вид окружности (рис. 6.1, б). Если резец, равномерно перемещающийся вдоль образующей вала, углубить в равномерно вращающийся вал, то на его поверхности образуется винтовая поверхность (рис. 6.1, в).

Рис. 6.1. Образование различных видов канавок на детали цилиндрической формы

Резьба, образованная на наружной цилиндрической или конической поверхности, называется наружной резьбой. А резьба, образованная на внутренней цилиндрической или конической поверхности, называется внутренней резьбой.

6.1.2. Основные параметры резьбы

Резьбовое соединение – соединение деталей с помощью резьбы, обеспечивающей их относительную неподвижность или перемещение одной детали относительно другой. В резьбовом соединении одна из деталей имеет наружную резьбу, а другая – внутреннюю. Например, в резьбовом соединении болта и гайки (рис. 6.2) наружная резьба находится на цилиндрической поверхности стержня болта, а внутренняя резьба – на внутренней цилиндрической поверхности гайки.

Наружный диаметр резьбы – диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбы (d) или впадин внутренней резьбы (d^').

В

'

нутренний диаметр резьбы – диаметр воображаемого цилиндра, вписанного во впадины наружной резьбы (d₁) или в вершины внутренней резьбы (d₁').

Рис. 6.2. Основные параметры резьбы:

впадины резьбы: 1 – внутренней, 2 – наружной;

вершины резьбы: 3 – внутренней, 4 – наружной;

линия профиля резьбы: 5 – внутренней, 6 – наружной

Профиль резьбы – контур сечения резьбы в плоскости, проходящей через ее ось. При этом под осью резьбы понимается прямая, относительно которой происходит винтовое движение плоского контура, образующего резьбу.

Форма профиля резьбы задается формой резца. В промышленности, как правило, применяют стандартные профили резьбы. В зависимости от формы профиля различают: треугольную, прямоугольную, трапецеидальную, круглую, упорную резьбу. Например, резьба, изображенная на рис. 6.3, а, имеет трапецеидальный профиль, а на рис. 6.3, б – треугольный.

Часть винтовой линии, полученной за один полный оборот, называется витком. Другими словами, витком называют часть резьбы, образованной при одном повороте профиля вокруг оси. При этом все точки профиля перемещаются параллельно оси на одну и ту же величину, называемую ходом резьбы. Ход резьбы – это расстояние, на которое перемещается гайка относительно болта за один оборот.

Выступ резьбы (виток) называют также винтовой ниткой. Различают правую и левую резьбы. В правой резьбе при вертикальном расположении оси резьбы и взгляде наблюдателя сверху вдоль оси подъем винтовой линии идет при вращении против часовой стрелки, а в левой – наоборот (по часовой стрелке).

Ш аг резьбы (рис. 6.4) – расстояние вдоль оси между двумя соседними витками. Резьбы, имеющие одну нитку (виток), называют однозаходными (рис. 6.4, а), две нитки – двухзаходными (рис. 6.4, б), три нитки – трехзаходными (рис. 6.4, в). Чем больше заходов, тем быстрее осуществляется процесс винтового движения. Число ниток легко подсчитать на торце резьбового изделия.

В однозаходной резьбе ход равен шагу.

По эксплуатационному назначению резьбы подразделяют на крепежные (метрические, дюймовые), крепежно-уплотнительные (трубные, конические), ходовые (трапецеидальные, упорные) и специальные.

Крепежные резьбы применяют для соединения деталей конструкций, машин и механизмов. Крепежно-уплотнительные резьбы применяют, например, для соединения труб и элементов сантехники. Ходовые резьбы используют для передачи движения.

Все резьбы, используемые на практике, можно разделить на две группы:

• первая – стандартные (все резьбы с установленными стандартами параметрами: профилем, шагом, диаметром и соотношениями между ними). Стандартные резьбы составляют основную массу применяемых резьб;

• вторая – нестандартные или специальные, например, прямоугольная и квадратная резьбы. Специальная резьба применяется в отдельных специализированных отраслях производства (например, для оптических приборов, в часовой промышленности и т.д.).