Презентация на тему: Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)

Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
1. Основные понятия и определения
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
2. Основные типы и параметры резьб
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
Классификация резьб :
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
Резьба метрическая
Резьба трапецеидальная
3. Детали резьбовых соединений, используемый инструмент, предохранение от самоотвинчивания
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
Стопорение резьбовых соединений
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
4. Классы прочности и материалы резьбовых соединений
5. Момент завинчивания, КПД, условие самоторможения
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
КПД винтовой пары
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)
1/30
Средняя оценка: 4.5/5 (всего оценок: 64)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (693 Кб)
1

Первый слайд презентации: Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)

Вопросы, изложенные в лекции: Основные понятия и определения. Основные типы и параметры резьб Детали резьбовых соединений, используемый инструмент, предохранение от самоотвинчивания Классы прочности и материалы резьбовых соединений. Момент завинчивания, КПД, условие самоторможения Учебная литература: Детали машин : Учебн для ВУЗов. Под р ед. О. А. Ряховского - М.: Изд. МГТУ им. Баумана, 2002.. Детали машин Решетов Д.Н.- М.: Машиностроение, 19 8 9.

Изображение слайда
2

Слайд 2: 1. Основные понятия и определения

Резьбовые соединения – это разборные соединения с применением резьбовых крепёжных деталей (винтов, болтов, шпилек, гаек) или резьбовых элементов, выполненных на самих соединяемых деталях. Основным признаком резьбового соединения является наличие резьбы хотя бы на некоторых из деталей, входящих в соединение. Резьбой называют совокупность чередующихся выступов и впадин определённого профиля, расположенных по винтовой линии на поверхности тела вращения (обычно цилиндра или конуса).

Изображение слайда
3

Слайд 3

Достоинства резьбовых соединений: 1) возможность создания больших осевых нагрузок при малых усилиях на инструменте; 2) возможность фиксации в затянутом состоянии (самоторможение); 3) удобство сборки и разборки с применением стандартных инструментов; 4) простота конструкции и возможность точного изготовления; 5) наличие широкой номенклатуры стандартных крепёжных изделий (винты, болты гайки); 6) низкая стоимость крепёжных изделий благодаря массовости и высокой степени автоматизации производства; 7) малые габариты в сравнении с соединяемыми деталями. Недостатки резьбовых соединений: 1) высокая концентрация напряжений в дне резьбовой канавки; 2) значительные энергопотери в подвижных резьбовых соединениях (низкий КПД); 3) большая неравномерность распределения нагрузки по виткам резьбы; 4) склонность к самоотвинчнванию при знакопеременных нагрузках; 5) ослабление соединения и быстрый износ резьбы при частых сборках и разборках.

Изображение слайда
4

Слайд 4: 2. Основные типы и параметры резьб

Основные геометрические параметры резьбы : d, D  номинальный диаметр резьбы; d 1, D 1 – внутренний диаметр резьбы винта и гайки; d 2, D 2  средний диаметр резьбы; p  шаг резьбы – расстояние между соседними гребнями резьбы; p h  ход резьбы – расстояние между соседними гребнями резьбы, принадлежащими одному гребню нарезки;   угол профиля резьбы;  угол подъёма резьбы ; H- высота исходного треугольника резьбы H 1 – рабочая высота профиля

Изображение слайда
5

Слайд 5

Образование винтовой линии ( а ) и треугольной резьбы ( б ). d – диаметр несущего цилиндра (наружный диаметр резьбы); p h – ход винтовой линии;  – угол подъёма винтовой линии.

Изображение слайда
6

Слайд 6: Классификация резьб :

1) по эксплуатационному назначению – крепёжная, крепёжно-уплотняющая, ходовая (для преобразования движения), специальная (например, ниппельная) ; 2) по форме поверхности, несущей резьбу – цилиндрическая и коническая ; 3) по форме профиля резьбы в поперечном сечении нарезки  треугольная, трапецеидальная, упорная, прямоугольная, круглая ; 4) по расположению – наружная и внутренняя ; 5) по величине шага нарезки  нормальная (с крупным шагом нарезки) и мелкая (с уменьшенным шагом нарезки) ; 6) по направлению нарезки  правая (применяется чаще) и левая ; 7) по числу заходов (по количеству параллельных гребешков движущихся вдоль одной и той же винтовой линии) – одно-, двух-, трёх-, и т.д., многозаходная ; 8) по исходной метрической системе – метрическая и дюймовая.

Изображение слайда
7

Слайд 7

Р азличные профили резьб: а – метрическая ; б – трапециедальн ая ; в – упорн ая ; г  трубная.

Изображение слайда
8

Слайд 8: Резьба метрическая

Дюймовая крепёжная резьба по внешнему виду подобна метрической. Профиль дюймовой резьбы в диаметральном сечении имеет вид равнобедренного треугольника с углом при вершине  = 55 . Вместо шага для этой резьбы задаётся число витков (ниток) на один дюйм длины (1 дюйм = 25,4 мм).

Изображение слайда
9

Слайд 9: Резьба трапецеидальная

Резьба упорная

Изображение слайда
10

Слайд 10: 3. Детали резьбовых соединений, используемый инструмент, предохранение от самоотвинчивания

Крепежные винты: а)болт; б) винт; в) шпилька Головки крепежных винтов

Изображение слайда
11

Слайд 11

Формы стержня винтов Установочные винты Головки установочных винтов Фундаментные болты

Изображение слайда
12

Слайд 12

Специальные болты Основные типы гаек Гаечные ключи

Изображение слайда
13

Слайд 13: Стопорение резьбовых соединений

Стопорение резьбового соединения  применение любого из приёмов борьбы с самоотвинчиванием резьбовых соединений. Виды стопорения резьбовых соединений: 1) создание повышенных усилий трения между витками резьбы винта и гайки (пружинные шайбы, гайки с контргайками, предварительно обжатые гайки, гайки с пластмассовой вставкой, свинчивание на краску или клей и т.п.); 2) жёсткая взаимная фиксация свинченных деталей друг относительно друга (шплинты и корончатые гайки, обвязка проволокой, отгибные шайбы с усиками, пружинные кольца с усом, кернение в резьбу, обварка в резьбу и т.п.); 3) фиксация резьбовых деталей относительно скрепляемых деталей (отгибные шайбы на корпус, закрепление головки болта в канавке корпуса или фланца, прихватка к корпусу или фланцу сваркой и т.п.).

Изображение слайда
14

Слайд 14

Стопорные устройства, основанные на дополнительном трении

Изображение слайда
15

Слайд 15

Стопорные устройства со специальными запирающими элементами

Изображение слайда
16

Слайд 16: 4. Классы прочности и материалы резьбовых соединений

Класс прочности σ В, МПа σ Т, МПа Марка стали Винт Гайка 3.6 4 300-400 200 Ст3;10 4.6 5 400-550 240 20 5.6 6 500-700 300 30;35 6.6 8 600-800 360 35;45;40Г 8.8 10 800-1000 640 35Х;35ХА;45Г 10.9 12 1000-1200 900 40Г2;40Х; 30ХГСА

Изображение слайда
17

Слайд 17: 5. Момент завинчивания, КПД, условие самоторможения

Силы в РС где  - угол трения в витках резьбы. где T зав – момент завинчивания, создаваемый гаечным ключем; T p – момент, затрачиваемый на преодоление трения в резьбе; T T - момент сил трения в торце гайки.

Изображение слайда
18

Слайд 18

Силы на витках резьбы при  =0: а) прямоугольная резьба; б) треугольная резьба. Окружная сила трения для витка прямоугольного профиля : А приведённый угол трения: Приведённый коэффициент трения для треугольной резьбы: Окружная сила трения для витка треугольного профиля : Окружная сила и момент трения для витка треугольной резьбы :

Изображение слайда
19

Слайд 19

. Влияние профильного угла резьбы  /2 на величину приведённых коэффициента и угла трения. Резьба  /2, град. Приведённые показатели Относительный коэффициент трения f '/ f Приведённый угол трения , градус., при фактическом  = 6  Прямоугольная 0,0 1,000 6,00 Метрическая 30,0 1,155 6,92 Дюймовая 27,5 1,127 6,76 Трапецеидальная 15,0 1,035 6,21 Упорная, передняя грань 3,0 1,001 6,006 задняя грань 30,0 1,155 6,92 Круглая 15,0 1,035 6,21

Изображение слайда
20

Слайд 20

Момент трения на торце гайки: где а – раствор ключа Общий завинчивающий момент: С учетом параметров метрической резьбы: С учетом стандартной длины гаечного ключа: F P – усилие прилагаемое на рукоятке ключа

Изображение слайда
21

Слайд 21: КПД винтовой пары

При ведущем вращательном движении с учётом При ведущем поступательном движении Условие самоторможения Если угол подъема винтовой линии резьбы  ≤  ’ приведенного угла трения, преобразование поступательного движения во вращательное невозможно. КПД винтовой пары есть отношение полезной работы на винте к затрачиваемой работе при повороте ключа получаем

Изображение слайда
22

Слайд 22

Эксцентрическая нагрузка возникает: а) в винтах с эксцентричной или так называемой костыльной головкой; б) в нормальных винтах при перекосе опорных поверхностей под гайку или головку винта. В винтах с эксцентричной головкой под действием силы F возникают напряжения растяжения σ р и изгиба σ И. Суммарное напряжение Из формулы видно, что при эксцентричном приложении нагрузки суммарные напряжения в винте могут во много раз превышать напряжения растяжения, например при эксцентриситете e = 0,5 d 1, σ = 5,3σ р, т. е. суммарное напряжение более чем в 5 раз превышает напряжение растяжения.

Изображение слайда
23

Слайд 23

При перекосе опорных повер х ностей под гайкой или головкой винт (шпилька) изгибается в соответствии с углом поворота гайки или головки если нет препятствий для такой деформации винта. За напряженное состояние винта в первом приближении в этом случае, кроме растяжения, принимают чистый изгиб. По заданному углу φ наклона упругой линии, пользуясь известными зависимостями теории изгиба из сопротивления материалов, определяем изгибающий момент на винте где l — деформируемая длина винта; I- момент инерции сечения, стержня винта; Е — модуль упругости материала винта.

Изображение слайда
24

Слайд 24

Перекосы опорных поверхностей, по опытным данным, в значительной степени влияют на сопротивление усталости винтов и статическую прочность винтов из высокопрочных сталей и слабо влияют на статическую прочность винтов из сталей малой и средней прочности. Для уменьшения напряжений изгиба повышают точность изготовления узла, (вводят допуски на перекосы опорных поверхностей, на биение торца) или применяют специальные конструкции— сферические шайбы, центрирующие пояски

Изображение слайда
25

Слайд 25

РАСЧЕТ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ НАГРУЖЕНИИ 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, S — запас сцепления (во избежание сдвигов в пределах зазоров между болтами и отверстиями S >1,5...2).

Изображение слайда
26

Слайд 26

В случае установки винтов под развертку их рассчитывают на срез. Условие прочности винта где d С — 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. Тогда расчетное условие

Изображение слайда
27

Слайд 27

РАСЧЕТ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ, НАГРУЖЕННЫХ ОТРЫВАЮЩИМИ СИЛАМИ И МОМЕНТАМИ Соединения, нагруженные отрывающими силами и моментами, так же как и нагруженные сдвигающими силами, выполняют с начальной затяжкой. Для этих соединений начальная затяжка необходима во избежание сдвигов от случайных сил и ударов при переменных нагрузках и для обеспечения жесткости и плотности стыка. Исходным расчетным, условием является сохранение на поверхности контакта после приложения внешних сил заданного давления. Расчет соединений при действии центральной отрывающей силы. При действии на затянутое соединение центральной отрывающей внешней нагрузки F только часть ее χ F дополнительно нагружает винты, а остальная часть ( 1—χ ) F идет на разгрузку стыка (χ — коэффициент основной нагрузки).

Изображение слайда
28

Слайд 28

Задача о распределении нагрузки между винтом и стыком является статически неопределимой и решается с помощью условия совместности перемещений Согласно условию сохранения плотности стыка силы затяжки одного винта в соединении с z винтами Где σ min — минимально необходимое давление в стыке; А СТ — площадь стыка. Расчет соединений при действии отрывающей силы и момента. Из этого уравнения находят силу затяжки F 3 AT, после чего определяют расчетное напряжение в винте σ в

Изображение слайда
29

Слайд 29

Расчет винтов крепления крышек цилиндров, находящихся под внутренним давлением Расчет производят по условию герметичности соединения. Уплотняющим элементом служит прокладка, которая должна сжиматься давлением, значительно превосходящим давление в цилиндре и большим предела текучести материала прокладки с учетом упрочнения. Полная сила, растягивающая винты при действии расчетного давления р, складывается из силы давления среды на крышку и остаточной силы, потребной для сжатия прокладки: где D 1 и D 2 — соответственно наружный и внутренний диаметры прокладки; ψ — коэффициент, учитывающий возможное повышение давления (обычно ψ = 0,2); p пр — давление на прокладке, принимаемое для мягких прокладок равным (2...2,5)р, а для металлических прокладок 3,5р.

Изображение слайда
30

Последний слайд презентации: Раздел 2. Соединения Лекция № 3. Резьбовые соединения (РС)

Изображение слайда