Курсовые и лабораторные по сопромату Подвижный шарнир Балочные системы Пространственная система сил Основные понятия кинематики Растяжение и сжатие Деформации при кручении Сопротивление усталости

Курсовые и лабораторные по сопромату, теоретической механике, машиностроительному черчению

Резьбовые соединеня

Цель работы: ознакомиться с назначением, конструкцией и особенностями применения резьбовых соединений, исследовать работу затянутых болтов.

Резьбовыми соединениями называют разъемные соединения деталей с помощью резьбы или резьбовых деталей (болта, винта, шпильки, гайки, шайбы).

Основные достоинства резьбовых соединений: высокая нагрузочная способность и надежность; удобство сборки и разборки; возможность точной установки соединяемых деталей при любом положении в пространстве; возможность фиксирования зажима в любом положении благодаря самоторможению; небольшие габариты и масса; большая номенклатура резьбовых деталей, приспособленных к различным эксплуатационным условиям.

Основной недостаток резьбовых соединений – высокая концентрация напряжений.

За счет применения резьб с мелким шагом можно снизить вес конструкции. Эти резьбы применяются в динамически нагруженных деталях; в полых тонкостенных деталях; в деталях, где требуется увеличить осевую силу, не увеличивая момента завинчивания; в деталях, где резьба применяется для регулировки.

У резьб с крупным шагом статическая несущая способность выше, чем у резьб с мелким шагом, влияние на прочность погрешностей изготовления и износа меньше.

Основные параметры резьбы, типы резьб и их применение

Параметры резьб (рисунок 4.1):

наружный (номинальный) диаметр резьбы – диаметр цилиндра, описанного относительно вершин наружной резьбы (или впадин внутренней резьбы);

внутренний диаметр – диаметр цилиндра, вписанного в вершины внутренней резьбы (или впадины наружной резьбы);

α – угол профиля – угол между боковыми сторонами профиля, измеренный в осевой плоскости;

  – угол подъема резьбы как угол наклона профиля к плоскости, перпендикулярной оси резьбы.

Здесь:

d1, d – внутренний и наружный диаметр резьбы;

– средний диаметр – диаметр воображаемого цилиндра, поверхность которого пересекает витки резьбы таким образом, что ширины впадин и выступов равны;

– шаг резьбы – расстояние между параллельными сторонами двух рядом лежащих витков, измеренное вдоль оси;

Ph – ход резьбы, т.е. расстояние между одноименными сторонами одного и того же витка в осевом направлении за один оборот.

Рисунок 4.1 – Основные параметры резьбы

4.3 Основные типы крепежных деталей

Наибольшее распространение среди резьбовых деталей имеют крепежные болты, винты, шпильки, гайки. Болт (рисунок 4.2а) и винт (рисунок 4.2б) представляет собой стержень с головкой и одним резьбовым концом. Шпилька (рисунок 4.2в) имеет два резьбовых конца.

а – соединение болтом; б – соединение винтом; в – соединение шпилькой

Рисунок 4.2 – Типы крепежных деталей

Выбор типа соединения определяется прочностью материала соединяемых деталей, частотой сборки и разборки соединения в эксплуатации, а также особенностями конструкции и технологии изготовления соединяемых деталей.

Болты применяются для скрепления деталей небольшой толщины при наличии места для расположения головки болта и гайки, а также для скрепления деталей из материалов, не обеспечивающих достаточную прочность и долговечность резьбы. Их также можно применять при частом завинчивании и отвинчивании. Болты не требуют нарезания резьбы в детали.

Соединения винтом и шпилькой применяют для скрепления деталей при наличии доступа монтажного инструмента с одной стороны. При этом шпильки используют обычно для соединения деталей корпусов из материалов с низкой прочностью (чугуна, алюминиевых и магниевых сплавов), а винты – для соединения деталей корпусов из высокопрочных материалов (сталей и сплавов). В силовых конструкциях предпочтение отдают соединениям шпильками.

Для предотвращения повреждения поверхностей соединяемых деталей при завинчивании гаек под них подкладывают шайбы.

4.4 Конструкции винтов и болтов

Для фиксирования деталей на валах и осях применяют установочные винты с резьбой по всей длине стержня и упорным наконечником (рисунок 4.3е, ж, з, и).

По форме головки (рисунок 4.4) винты подразделяют на захватываемые инструментом снаружи головки, захватываемые инструментом изнутри и с торца головки; препятствующие повороту.

Рисунок 4.3 – Конструкции болтов и винтов

Специальные болты (фундаментные) (рисунок 4.5) служат для закрепления машин на фундаменте и выполняются в виде длинных стержней с резьбой на конце.

Болты для оборудования, не подлежащего перестановке, заливают цементным раствором или зачеканивают сырым цементным порошком.

Рисунок 4.4 – Конструкции винтов

Рисунок 4.5 – Конструкции фундаментных болтов

3.2 Диаграмма растяжения низкоуглеродистой стали

На рис. 3.2 изображена диаграмма растяжения низкоуглеродистой стали, записанная с помощью специального устройства на испытательной машине.

В начальной стадии нагружения до некоторой точки А диаграмма растяжения представляет собой наклонную прямую, что указывает на пропорциональность между нагрузкой и деформацией - справедливость закона Гука. Нагрузка, при которой эта пропорциональность еще не нарушается, на диаграмме обозначена через Fпц и используется для вычисления предела пропорциональности:

 

 (3.1)

где А0 – площадь поперечного сечения образца до испытания.

Пределом пропорциональности  называется наибольшее напряжение, до которого существует прямо пропор­циональная зависимость между нагрузкой, и деформацией. Для Ст3 предел пропорциональности приблизительно равен  МПа.

Зона ОА называется зоной упругости. Здесь возникают только упругие, очень незначительные деформации. Данные, характеризующие эту зону, позволяют определить значение модуля упругости Е.

После достижения предела пропорциональности де­формация начинает расти быстрее, чем нагрузка, я диа­грамма становится криволинейной. На этом участке в не­посредственной близости от точки А находится точка В, соответствующая пределу упругости.


Общие сведения о подшибниках качения