Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Основы проектирования машин»
Лабораторная работа №1
Изучение резьбовых соединений
Разработал: к.т.н., доц. Пузанова О.В.
ст. пр. Науменко А.Е.
Рецензент: д.т.н., Даньков А.М.
Утверждено
на заседании кафедры ОПМ
26.10.2011 протокол №4
2011
1 Цель работы
1.1 Ознакомление с основными типами резьбовых соединений: с конструктивными формами болтов, винтов, шпилек, гаек и шайб.
1.2 Ознакомление с основными способами стопорения резьбовых соединений.
1.3 Ознакомление с основными типами ключей (см. приложение).
2 Типы соединений
Соединение болтом или винтом с гайкой - болтовое соединение (рисунок 1, а).
Соединение болтом или винтом, завернутым в резьбовое отверстие - винтовое соединение (рисунок 1, б).
Соединение шпилькой (рисунок 1, в).
При выборе одного из этих трех вариантов учитывают проч ность материала соединяемых деталей, частоту сборки и разборки деталей.
При многократной сборке и разборке во избежание повреждения резьбы в корпусной детали предпочтительны варианты по рисунку 1, а или рисунку 1, в.
В болтовом соединении затяжка возможна, если длина не нарезанной части болта или винта меньше суммарной толщины соединяемых деталей, т.е.
<
В соединении винтом или шпилькой необходимо выполнять условие:
< .
Запас резьбы всех типов соединений:
,
где d - наружный диаметр резьбы.
а) соединение болтовое
б) соединение винтовое
в) соединение шпилькой
Рисунок 1 – Типы резьбовых соединений
Выход конца болта или шпильки из гайки:
l3 = (0,2...0,3) d
Глубина завинчивания болтов, винтов и шпилек в тело детали устанавливается из условия равнопрочности резьбы и стержня.
Для стальных винтов (болтов) глубина завинчивания в детали из стали:
из стали l1 = (0,8...1,0) d;
из чугуна l1 = (1,35...1,5) d;
из бронзы l1 = (1,2...1,3) d;
из мягких металлов l1 2d.
Глубина нарезки резьбы в корпусе должна быть не менее:
L1 = l1 + 2p,
где р - шаг резьбы.
Глубина сверления отверстия под резьбу не менее
L1 = l1 + 6p.
3 Конструктивные формы элементов резьбовых соединений
3.1 Конструктивные формы болтов
По форме стержня болты изготавливают для постановки в отверстие с зазором (рисунок 2,а) и без зазора (рисунок 2,б).
а) болты, предназначенные для постановки в отверстия деталей с зазором.
б) болт, устанавливаемый в отверстия деталей без зазора (в отверстия из-под развертки).
Рисунок 2 - Формы стержней болтов
Болты предназначенные для постановки в отверстие с зазором (рисунок 2,а) выполняются, нормальной или повышенной точности, диаметр стержня которого равен номинальному диаметру резьбы.
Болты нормальной точности широко применяются в общем машиностроении, в основном для скрепления деталей, нагруженных статически.
Болты повышенной точности изготавливаются из более качественных сталей и применяются при больших вибрационных нагрузках в двигателестроении, станкостроении.
Болты, устанавливаемые в отверстия без зазора (рисунок 2, б), - болты с шестигранной уменьшенной головкой для отверстия из-под развертки, применяются при больших поперечных (сдвигающих) нагрузках в целях уменьшения габаритов соединения. Такие болты одновременно могут выполнять функцию штифтов, фиксирующих относительное, положение деталей.
3.2 Конструктивные формы головок болтов и винтов
Все болты и винты по форме их головок можно разделить на три группы:
а) захватываемые инструментом снаружи (рисунок 3, а, б);
б) захватываемые инструментом с торца (рисунок 3, в - е);
в) с головками, препятствующими повороту (рисунок 3, ж - з).
Головки винтов (болтов) весьма разнообразны: шестигранные, (рисунок 3, а), четырехгранные (рисунок 3, б), цилиндрические с внутренним шестигранником под ключ (рисунок 3, в), цилиндрические под отвертку (рисунок 3, г), потайные (рисунок 3, д).
Наиболее распространены в машиностроении болты с шестигранной головкой (рисунок 3, а), как более надежные, (по усилию затяжки) и более удобные, в эксплуатации. Шестигранные головки выполняют нормальной высоты Н = 0,5·d, увеличенной высоты Н = (1,2…1,6)·d уменьшенной Н = (0,5…0,6) ·d.
Головки захватываемые инструментом с торца (рисунок 3, в - е) можно утапливать в углублениях на деталях, что позволяет уменьшить размеры фланца, удобны с точки зрения внешнего вида и удобства обтирки машин.
Такие головки в зависимости от формы применяемого инструмента выполняют:
а) с внутренними шестигранниками (рисунок 3, в);
б) со шлицем под обычную отвертку, (рисунок 3, г-д);
в) с крестообразным шлицем (рисунок 3, е).
|
а) болты с шестигранной головкой |
б) винты с квадратной головкой |
|
в) винты с цилиндрической головкой и шестигранным углублением под ключ |
г) винты с цилиндрической головкой со шлицем под обычную отвертку |
|
д) винты с потайной головкой со шлицем под обычную отвертку. |
е) винты с потайной головкой с крестообразным шлицем |
|
ж) болты с полукруглой головкой и усом |
з) болты с полукруглой головкой и квадратным подголовком |
Рисунок 3 - Конструктивные формы головок болтов и винтов
К болтам с головками, препятствующими повороту относятся:
а) болты с полукруглой головкой и усом (рисунок 3, ж);
б) болты с полукруглой головкой и квадратным подголовком (рисунок 3, з).
4 Основные типы гаек
Гайки различают по форме и по размерам:
Гайки шестигранные с нормальным и уменьшенным размером под ключ, высокие и низкие (рисунок 4, а).
Гайки прорезные (рисунок 4, б) и гайки корончатые (рисунок 4, в) с прорезью под шплинты.
Гайки круглые с прорезями под ключ (рисунок 4, г) применяются, главным образом, для закрепления деталей на валах.
|
а) гайки шестигранные |
в) гайки корончатые |
|
б) гайки шестигранные прорезные |
г) гайки круглые шлицевые |
Рисунок 4 – Типы гаек
5 Основные типы шайб
Все типы шайб можно разделить на две основные группы:
а) шайбы подкладные (рисунок 5, а - г);
б) шайбы стопорные (рисунок 5, д - к).
Шайба простая (рисунок 5, а) ставится под гайку или головку винта с целью предохранения, чистых поверхностей деталей от повреждения при завинчивании гайки (винта) и уменьшения смятия деталей гайкой, если деталь изготовлена из менее прочного материала.
Шайбы косые (рисунок 5, б) используются для устранения изгиба стержня болта при опоре гайки на полки прокатных профилей.
Шайба сферическая (рисунок 5, в) в комплекте с шайбой конической (рисунок 5, г) обеспечивают самоустановку гаек (головок болтов), и поэтому осевая нагрузка распределяется строго по оси стержня болта.
Шайбы пружинные (рисунок 5, д) применяют для стопорения гайки или головки винта относительно корпуса (предохранение резьбовых соединений от самоотвинчивания).
|
а) простая |
б) косая |
|
в) сферическая |
г) коническая |
|
д) пружинная |
е) многолапчатая |
|
ж) с лапкой |
з) вырубная с наружными зубьями |
Рисунок 5 – Типы шайб
Шайбы стопорные многолапчатые (рисунок 5, е) служат для закрепления круглых гаек (рисунок 4, г) относительно вала. Внутренний выступ входит в паз на валу, один из наружных выступов загибается в шлиц гайки (рисунок 7).
Шайбы стопорные с лапкой (рисунок 5, ж) применяют для закрепления гайки или головки винта относительно корпуса, путем, пластических деформаций: шайбу загибают на деталь и на грань гайки или головки винта.
Шайбы стопорные вырубные с внутренними зубьями (рисунок 5, з)
6 Стопорение резьбовых соединений
В крепежных резьбах угол трения значительно превышает угол подъема винтовой линии , т.е. в резьбе обеспечивается самоторможение (> ).
В технике применяют следующие способы стопорения резьбовых соединений:
а) стопорение с помощью пружинной шайбы
б) стопорение шайбой с лапкой
в)стопорение шплинтом
г) стопорение проволокой
Рисунок 6 – Способы стопорения резьбовых соединений
создание дополнительных сил трения на торце гайки или головке болта. Преимуществом стопорения дополнительными силами трения является возможность фиксировать детали в любом положении;
стопорение специальными элементами. Такое стопорение обеспечивает жесткое соединение, создает надежность.
При стопорении дополнительными силами трения широко применяются пружинные шайбы (рисунок 5, д), которые благодаря упругости и врезанию острых кромок в гайку и корпусную деталь, противодействуют самоотвинчиванию. Аналогичный принцип положен, в основу работы вырубных шайб с наружными зубьями (рисунок, 5, з).
Резьбовые детали (болты, винты, шпильки) изготавливаются из углеродистых и легированных сталей.
Выбор материала определяется особенностями работы, способом изготовления, требованиями, предъявляемыми к габаритам и массе.
Для стальных болтов, винтов и шпилек в зависимости от механических свойств материала установлено 12 классов прочности материалов, входящих в условные обозначения резьбовых деталей. Класс прочности обозначается двумя числами. Первое число, умноженное на 100, определяет величину минимального предела прочности в МПа, второе, деленное на 10, соответствует примерному значению . Произведение чисел, умноженное на 10, определяет величину предела текучести в МПа.
Например:
Класс прочности 58 расшифровывается так:
= 5 · 100 = 500 МПа (Н/мм2)
= 5 · 8 · 10 = 400 МПа (Н/мм2)
Для предохранения от коррозии детали резьбовых соединений. иметь покрытия.
Пример условного обозначения болта:
8 Составление отчета
Отчет должен быть выполнен на отдельном листе, либо в тетради. Рисунки и таблицы выполняют карандашом, а текст ручкой.
Отчет должен включать:
титульный лист (если выполнен не в отдельной тетради);
цель работы;
эскизы трех типов резьбовых соединений с указанием основных соотношений;
эскизы конструктивных формы стержней болтов, головок болтов и винтов, конструктивные формы гаек, шайб;
эскизы способов стопорения резьбовых соединений;
условное обозначение винта или болта;
Количество эскизов определяется преподавателем.
Список литературы
Иванов, М.Н. Детали машин. Курсовое проектирование. Учебное пособие для машиностроительных вузов / М.Н. Иванов, В.Н. Иванов М : Высшая школа, 1975. 551 с., ил.
Приложение А
Типы гаечных ключей
Рисунок А1 – Ключ гаечный с открытым зевом двусторонний (рожковый)
Ключ гаечный с открытым зевом служит для затяжки гаек (головок болтов) с шестигранными и квадратными головками при проворачивании их на 1/6 часть оборота, если ключ не переворачивать. При переворачивании ключа возможны затяжки при повороте гаек на 1/12 часть оборота.
Рисунок А2 – Ключ гаечный кольцевой двусторонний коленчатый
Ключ гаечный кольцевой служит для затяжки гаек (головок болтов) с шестигранными головками, при проворачивании их на 1/12 часть оборота. При применении данного ключа меньше изнашиваются (сминаются) грани гаек (головок болтов).
Рисунок А3 – Ключ торцовый для деталей с шестигранным углублением «под ключ»
Рисунок А4 - Ключ предельного момента
Ключ предельного момента служит для затяжки гаек (головок болтов) с определенным моментом. Необходимая величина момента затяжки устанавливается с помощью пружины 1, которая давит на шток 2. Шток, прижимая шарик 3 к гнезду головки 4, препятствует провороту головки. Величину нажатия пружины на шток 2 регулируют с помощью гайки 5.
Если величина момента затяжки превысит величину предельного момента, то головка 4 провернется относительно рукоятки 6,так как шарик 3 в этом случае будет выталкиваться из своего гнезда (ycилие прижатия пружины недостаточно) и передача момента затяжки, превышающего предельный, не произойдет.
Рисунок А5 – Ключ динамометрический
Динамометрический ключ позволяет производить затяжку гаек (головок болтов) ступенчато с определенной величиной момента затяжки.
При затяжке рукоятка 1 отклоняется от стойки 2, на которой закреплен индикатор 3. Величина отклонения, отсчитываемая по индикатору 3, по тарировочному графику переводится в величину момента затяжки гайки (головки болта).