НЕФТЬ-ГАЗ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
На главную >>


Теперь на нашем сайте можно за 5 минут создать свежий реферат или доклад

Скачать книгу целиком можно на сайте: www.nglib.ru.

Предложения в тексте с термином "Резьба"

Кроме того, стандартизованы штифты цилиндрические насеченные с коническими насечками, штифты цилиндрические и конические с внутренней резьбой, штифты конические с резьбовой цапфой (резьба на штифтах служит либо для их закрепления, либо для извлечения из отверстия при разборке); стандартизованы также штифты конические разводные, штифты цилиндрические закаленные и штифты цилиндрические заклепочные (эти штифты с канавками имеют головки и их применяют вместо гвоздей или шурупов).

Так как за каждый оборот червяка сечение витка смещается в осевом направлении на величину хода резьбы pz=pzi, то V1=pz1n1 = nmz1n1; червячное колесо имеет окружную скорость V2 = nd2n2 = nmz2n2.

Винты силовых передач при реверсивной нагрузке имеют трапецеидальную резьбу, имеющую более высокий к.

Для получения точных перемещений в механизмах приборов применяют треугольную резьбу с мелким шагом.

Прямоугольная резьба, в которой трение наименьшее, не имеет широкого применения, так как она нетехнологична (ее нельзя фрезеровать и шлифовать).

1 показана составная гайка, имеющая возможность устранения зазора в резьбе за счет смещения подвижной части гайки относительно неподвижной.

Поэтому винты изготовляют из углеродистых или легированных сталей, а гайки делают из алюминиевых и оловянных бронз, серого или антифрикционного чугуна; винты ответственных передач закаливают, азотируют, а резьбу шлифуют.

Винт имеет однозаходную резьбу с малым углом подъема, чтобы обеспечить самоторможение и большой выигрыш в силе.

Резьба винта многозаходная с большим углом подъема.

При вращении штурвала 1 вращается винт 2, имеющий на одном конце левую, а на другом — правую резьбу; гайки 3, перемещаясь поступательно в противоположные стороны, /_

Электродвигатель через зубчатые передачи передает вращение винтам 1, имеющим правую и левую резьбу, и смонтированным на упорных подшипниках 3.

За один оборот винтов груз получает осевое перемещение, равное ходу резьбы (для однозаходных резьб ход равен шагу).

7 изображен ручной домкрат, состоящий из литого чугунного корпуса 1, стального винта 2 с однозаходной резьбой, бронзовой гайки 3 и опорной чашки 4; вращающий момент на винте создается с помощью рукоятки 5.

Момент Мр сил в резьбе равен

М „ = 0,56'), где Q — осевая сила; аг — средний диаметр резьбы; \|/ — угол подъема резьбы; ср' — приведенный угол трения (ip' = arctg/'; приведенный коэффициент трения /'=// cos а', где/ — коэффициент трения скольжения; а' — половина угла профиля резьбы).

Для метрической резьбы а' = 30°, для трапецеидальной а' = 15°, для упорной а' = 3°, для прямоугольной а' = 0.

Таким образом, момент сил в резьбе при прочих равных условиях будет наименьшим у прямоугольной резьбы.

3 было показано, что если \|/«р', то резьба, а следовательно, и передача винт — гайка, будет самотормозящей, т.

Отметим, что с уменьшением угла подъема резьбы \|/ к.

Кроме потерь в резьбе в передачах винт — гайка существуют потери, связанные с трением в опорах.

Для передач винт — гайка с трением качения в резьбе условно можно полагать коэффициент трения /«0,01.

Чаще всего причиной выхода из строя передачи скольжения винт — гайка является износ резьбы.

Расчет ведется исходя из предположения, что осевая нагрузка Q распределена по рабочим виткам резьбы равномерно.

Условие износостойкости резьбы винта и гайки записывается следующим образом: где d2 — средний диаметр резьбы; /г — рабочая высота профиля резьбы; ZB — число витков резьбы гайки; ра, [ри] — расчетное и допускаемое среднее давление в резьбе (для пары сталь — бронза Гри] = 8.

Введем понятия относительной высоты гайки i\iH = HT/d2 и относительной рабочей высоты профиля резьбы \\ih = h/p, где НТ — высота гайки; р — шаг резьбы.

После подстановки этих выражений в формулу для проверочного расчета получим формулу для проектного расчета резьбы на износостойкость: * [>•])•

Для стандартной трапецеидальной резьбы \|/h = 0,5; для упорной \|/А = 0,75; для треугольной v|/h = 0,541; прямоугольная резьба не стандартизована, для нее принимают шаг p = Q,25d2.

Резьба, параметры которой определены из расчета на износостойкость, обычно имеет избыточный запас прочности на срез, поэтому проверка резьбы винта и гайки на эту деформацию обычно не производится.

— внутренний диаметр резьбы; Мр — момент сил в резьбе.

Резьба трапецеидальная.

Для обеспечения самоторможения принимаем однозаходную резьбу.

По условию износостойкости резьбы определяем ее средний диаметр d2, приняв \|/н = 2,5; \|/j, = 0,5; допускаемое давление в резьбе = 6МПа:

Принимаем стандартную резьбу винта с параметрами: наружный диаметр ^=50мм, внутренний диаметр c/j=41 мм, средний диаметр?

Определяем угол ф подъема резьбы на среднем диаметре и проверяем наличие самоторможения, приняв коэффициент трения /=0,1 (угол трения

ГОСТ 12080—66* устанавливает номинальные размерь: цилиндрических концов валов двух исполнений (длинные и короткие) диаметров от 0,8 до 630 мм, а также рекомендуемые размеры концов валов с резьбой.

ГОСТ 12081—72* устанавливает основные размеры конических концов валов с конусностью 1:10 также двух исполнений (длинные и короткие) и двух типов (с наружной и внутренней резьбой) диаметров от 3 до 630 мм.

Для решения некоторых задач небходимо воспользоваться таблицами стандартов на метрические резьбы с крупным шагом, призматические и сегментные шпонки.

1 Путем расчета стержня болта на растяжение оп- М18 1 ределить диаметр метрической резьбы с крупным М20 2 шагом затянутого болтового соединения, если из- М16 3 вестна осевая сила Q и допускаемое напряжение М22 4 Дано: 6=12 кН, [ст„]=100 МПа

4 В передаче винт-гайка известны число заходов п резьбы, ее шаг р и угловая скорость со винта.

1 Путем расчета стержня болта на растяжение [Q] = 22 кН 1 определить допускаемую осевую силу [Q ] неза- [g] = 26 кН 2 тянутого болтового соединения с резьбой М20 [б]=18 кН 3 с крупным шагом, если известно допускаемое на- [g] = 20 кН 4 пряжение [ор].

1 Путем расчета стержня болта на растяжение М14 1 определить диаметр метрической резьбы с круп- М10 2 ным шагом затянутого болтового соединения, если М12 3 известна осевая сила Q и допускаемое напряжение М8 4 Дано: 6=4 кН, [ар] = 90 МПа

4 В передаче винт-гайка известны число заходов п резьбы, ее шаг р и угловая скорость со винта.

>]=13 кН 1 определить допускаемую осевую силу [Q ] неза- 2]=17 кН 2 тянутого болтового соединения с резьбой М16 21=11 кН 3 с крупным шагом, если известно допускаемое 21 = 15 кН, 4 наряжение [а.

Резьбовым называют соединение составных частей изделия с применением детали, имеющей резьбу.

Резьба представляет собой чередующиеся выступы и впадины на поверхности тела вращения, расположенные по винтовой линии.

Основные определения, относящиеся к резьбам общего назначения, стандартизованы.

В современных машинах детали, имеющие резьбу, составляют свыше 60% от общего количества деталей.

Резьбы изготовляют либо пластической деформацией (накатка на резьбонакатных станках, выдавливание на тонкостенных металлических изделиях), либо резанием (на токарно-винто-резных, резьбонарезных, резьбофрезерных, резьбошлифоваль-ных станках или вручную метчиками и плашками); на деталях из стекла, пластмассы, металлокерамики, иногда на деталях из чугуна резьбу изготовляют отливкой или прессованием.

Следует отметить, что накатывание резьбы круглыми или плоскими плашками на резьбонакатных станках—самый высокопроизводительный метод, с помощью которого изготовляется большинство стандартных крепежных деталей с наружной резьбой, причем накатанная резьба прочнее нарезанной, так как в первом случае не происходит перерезание волокон металла заготовки, а поверхность резьбы наклепывается.

Кроме того, стандартизованы метки (в виде прорезей) на деталях с левой резьбой.

1): наружный диаметр d, D (по стандартам диаметры наружной резьбы обозначают

Резьба метрическая ГОСТ 9150-81

1 строчными, а диаметры внутренней резьбы—прописными буквами); внутренний диаметр dt, D^, средний диаметр d2,?

>2—диаметр воображаемого цилиндра, на поверхности которого толщина витка равна ширине впадины; угол профиля ос; шаг резьбы р — расстояние между соседними одпоименными боковыми сторонами профиля в направлении, параллельном оси резь'бы; число заходов п (заходность резьбы легко определяется на торце винта по числу сбегающих витков); ход резьбы р„ = пр — величина относительно осевого перемещения гайки или винта за один оборот (в целях унификации обозначений шаг резьбы, как и шаг зубьев зубчатых колес, будем обозначать строчной буквой р, а не прописной, как по стандартам на резьбы).

К основным параметрам относится угол подъема резьбы v|/ — угол, образованный касательной к винтовой линии резьбы в точках, лежащих на среднем диаметре, и плоскостью, перпендикулярной оси резьбы.

14, а видно, что угол подъема резьбы определяется зависимостью

Диаметр, условно характеризующий размер резьбы, называется номинальным; для большинства резьб в качестве номинального диаметра резьбы принимается наружный диаметр.

Классифицировать резьбы можно по многим признакам: по форме профиля (треугольная, трапецеидальная, упорная, прямоугольная, круглая и др.

Крепежные резьбы (метрическая, дюймовая) предназначены для скрепления деталей; крепежно-уплотнителъные (трубные, конические) применяют в соединениях, требующих не только прочности, но и герметичности; ходовые резьбы (трапецеидальная, упорная, прямоугольная) служат для передачи движения и применяются в передачах винт — гайка, которые будут рассматриваться позже; специальные резьбы (круглая, окулярная, часовая и др.

Большинство применяемых в нашей стране резьб стандартизовано.

В этой главе мы будем в основном рассматривать конструкцию и расчет деталей и соединений с крепежной резьбой, имеющей в машиностроении наиболее широкое применение, а также ознакомимся со стандартами на ходовые резьбы.

Метрическая резьба.

Форма и размеры профиля этой резьбы, диаметры и шаги, основные размеры регламентированы стандартами.

Кроме того, стандартизованы резьба метрическая для приборостроения, резьба метрическая коническая, резьба метрическая на деталях из пластмасс (не указанные номера стандартов и срок их действия легко установить по «Указателю стандартов», переиздаваемому ежегодно).

Метрическая резьба (рис.

Форма впадины резьбы болта может быть закругленной или плоскосрезанной.

В резьбе предусмотрен радиальный зазор, который делает ее негерметичной.

По стандарту метрические резьбы делятся на резьбы с крупным и мелким шагом.

При одном и том же номинальном диаметре метрическая резьба может иметь один крупный и пять мелких шагов, например, при номинальном диаметре 20 мм метрическая резьба имеет крупный шаг, равный 2,5 мм, и пять мелких шагов, равных 2; 1,5; 1; 0,75; 0,5 мм.

Резьбы с мелким шагом имеют меньшую высоту профиля и меньше ослабляют сечение детали; кроме того, эти резьбы имеют меньшие углы подъема резьбы и обладают повышенным самоторможением.

Поэтому резьбы с мелким шагом применяют для соединения мелких тонкостенных деталей и при действии динамических нагрузок.

В машиностроении основное применение находит метрическая резьба с крупным шагом как более прочная и менее чувствительная к ошибкам изготовления и износу.

Крепежные резьбовые детали имеют обычно правую однозаходную резьбу; левая резьба применяется редко.

Допуски и посадки метрических резьб стандартизованы.

Согласно действующим стандартам, точность метрических резьб обозначают полем допуска среднего, наружного (для болта) или внутреннего (для гайки) диаметра; в обозначении допуска цифра указывает степень точности, а буква — основное отклонение.

Поля допусков установлены в трех классах точности: точном (для прецизионных резьб), среднем (для общего применения), грубом (при технологической невозможности получения большей точности).

Дюймовая резьба (рис.

Эта крепежная резьба имеет треугольный профиль с углом а = 55°, номинальный диаметр ее задается в дюймах (1" = 25,4 мм), а шаг — числом витков, приходящихся на один дюйм длины резьбы.

Дюймовая резьба подобна применяемой в Англии, США и некоторых других странах резьбе Витворта; она используется у нас лишь при ремонте импортных машин.

Применение дюймовой крепежной резьбы в новых конструкциях запрещено, а стандарт на нее ликвидирован без замены.

Из дюймовых резьб в нашей стране стандартизованы и находят применение: трубная цилиндрическая, трубная ко

Резьба дюймовая Р трапецеидальная ГОСТ SWW Р

Эти резьбы применяют в трубопроводах, они являются крепежно-уплотнительными.

Трапецеидальная резьба (рис.

Профиль этой резьбы представляет собой равнобокую трапецию с углом между боковыми сторонами а = 30°.

Профили, основные размеры и допуски трапецеидальных резьб стандартизованы, причем предусмотрены резьбы с мелким, средним и крупным шагами.

Упорная резьба (рис.

Профиль этой резьбы представляет собой неравнобокую трапецию с углами наклона боковых сторон к прямой, перпендикулярной оси резьбы, равными 3 и 30°.

Основные размеры и допуски упорной резьбы для диаметров от 10 до 600 мм регламентированы ГОСТом.

Стандартизована также резьба упорная усиленная для диаметров от 80 до 2000 мм, у которой одна сторона профиля наклонена под углом 45°.

Трапецеидальная и упорная резьбы являются ходовыми и применяются в передачах винт—гайка.

Так, например, трапецеидальная резьба применяется для ходовых винтов токарно-винторезных станков, где возникают реверсивные нагрузки; упорная резьба применяется при односторонних нагрузках, например для грузовых винтов домкратов и прессов, причем усилие воспринимается стороной, имеющей угол наклона 3°.

Резьба упорная ГОСТ ЮГП- 62

Резьба прямоугольная Р

Трапецеидальную и упорную резьбы можно нарезать на резьбофрезерных, токарно-винторезных станках (последний способ значительно менее производителен), а окончательную обработку производить на резьбошлифовальных станках.

Прямоугольная резьба (рис.

Эта резьба не стандартизована и имеет ограниченное применение в неответственных передачах винт — гайка.

В дальнейшем будет показано, что эта резьба из всех имеет наибольший к.

, но ее нельзя фрезеровать и шлифовать, так как угол профиля а = 0; прочность прямоугольной резьбы ниже, чем у других резьб.

9 стандартизованы винты самонарезающие для металла и пластмассы, винты невыпадающие и шурупы, служащие для соединения деталей из дерева и мягких пластмасс; в отличие от винтов шурупы имеют острый конический конец и резьбу с крупным шагом.

Все крепежные резьбы однозаходные имеют малый угол подъема резьбы и удовлетворяют условию самоторможения.

Первый из них основан на том, что в резьбе создается дополнительное трение путем установки контргайки (рис.

12, б) для правой и левой резьб должны иметь разное направление витка и наклон прорези, так как острые края шайбы должны врезаться в тело гайки и детали и дополнительно препятствовать самоотвинчиванию.

Для рассмотрения соотношения сил в резьбе представим себе винт с прямоугольной резьбой, нагруженный осевой силой Q (рис.

Мысленно рассечем один виток цилиндрической поверхностью по среднему диаметру резьбы d2 и, развернув эту цилиндрическую поверхность на плоскость чертежа, получим наклонную плоскость с углом наклона, равным углу подъема резьбы v|/ (рис.

Гайку заменим ползуном, к которому приложены все действующие в резьбе силы,

многозаходных резьб выше, чем однозаходных; с увеличением угла трения к.

Сила F является в резьбе окружной, приложенной на среднем диаметре d2, следовательно, момент сил в резьбе

Для сравнения трения в прямоугольной и треугольной резьбах рассмотрим соответствующие винты, нагруженные осевой силой Q (рис.

Пренебрегая углом подъема резьбы и спроецировав действующие силы на ось винта, получим: для прямоугольной резьбы

N=Q, FTp = AT/=<2/, где / — коэффициент трения скольжения; для треугольной резьбы

Таким образом, трение в треугольной резьбе подобно трению клинчатого ползуна с углом заострения 180° — а (клинчатый ползун как бы вращается в конусообразной воронке).

Так как /'>/, то трение в треугольной резьбе больше, чем в прямоугольной, а к.

меньше, поэтому крепежные резьбы имеют треугольный профиль, а ходовые — прямоугольный или близкий к нему.

Для треугольной резьбы окружная сила.

F=<2tg(x|/ + (p'), а момент сил в резьбе Mp = 0,5d2Qtg(fy + (p').

Чтобы не было самоотвинчивания резьбы, должно быть FOTB<0 или

Для стандартных крепежных резьб угол подъема резьбы не превышает 4°, а приведенный угол трения в зависимости от материала гайки и винта лежит в пределах от 6 до 16°, следовательно, все крепежные резьбы — самотормозящие и при статической нагрузке не самоотвинчиваются.

Мелкие крепежные резьбы (по сравнению с крупными) имеют меньший угол подъема резьбы и поэтому они менее склонны к самоотвинчиванию при динамических нагрузках.

14, г) необходимо создать момент завинчивания Мзав, равный сумме момента сил в резьбе М„ и момента сил трения Моп на опорной поверхности гайки.

Для крепежных резьб средние значения \Ji^2°30'; rf2~0,9c?

Стандартные крепежные детали сконструированы равнопрочными по следующим параметрам: по напряжениям среза и смятия в резьбе, напряжениям растяжения в нарезанной части стержня и в месте перехода стержня в головку.

Жуковским, силы взаимодействия между витками резьбы винта и гайки распределены в значительной степени неравномерно, однако действительный характер распределения нагрузки по виткам зависит от многих факторов, трудно поддающихся учету (неточности изготовления, степени износа резьбы, материала и конструкции гайки и болта и т.

Поэтому при расчете резьбы условно считают, что все витки нагружены одинаково, а неточность в расчете компенсируют значением допускаемого напряжения.

Условие прочности резьбы на срез имеет вид где Q — осевая сила; Лср — площадь среза витков нарезки; для винта (см.

Здесь Нт — высота гайки; fe — коэффициент, учитывающий ширину основания витков резьбы: для метрической резьбы для винта k к, 0,75, для гайки fc«0,88; для трапецеидальной и упорной резьб (см.

4) /с»0,65; для прямоугольной резьбы (см.

Условие прочности резьбы на смятие имеет вид где Лсм — условная площадь смятия (проекция площади контакта резьбы винта и гайки на плоскость, перпендикулярную оси): A<.

1) nd2 — длина одного витка по среднему диаметру; h — рабочая высота профиля резьбы; z = HT/p — число витков резьбы в гайке высотой НТ; р — таг резьбы (по стандарту рабочая высота профиля резьбы обозначена Я}).

Статическая прочность стержня с резьбой (которая испытывает объемное напряженное состояние) приблизительно на 10% выше, чем гладкого стержня без резьбы.

Поэтому расчет стержня с резьбой условно ведут по расчетному диаметру dp = d~Q,9p, где р — шаг резьбы с номинальным диаметром d (приближенно можно считать dptzdi).

По найденному значению расчетного диаметра подбирается стандартная крепежная резьба.

При этом стержень болта растягивается силой Q и скручивается моментом Мр в резьбе.

Подставив в эти формулы средние значения угла подъема х|/ резьбы, приведенного угла трения ф' для метрической крепежной резьбы и применяя энергетическую теорию прочности, получим

Принимая для нарезанной части крюка метрическую резьбу с крупным шагом /1 = 3,5 мм, определяем номинальный диаметр резьбы d= dp + 0,9/) = 25,2 + 0,9 -3,5 «28,3 мм.

По таблицам стандарта принимаем для хвостовика крюка резьбу МЗО.




Главный редактор проекта: Мавлютов Р.Р.
oglib@mail.ru