|
|
|
содержание .. 1 2 3 ..
1
5
1
4
комбинированные
,
состоящие
из
сочетания
лобовых
и
фланговых
швов
(
см
.
рис
. 2.2,
в
).
В
нахлесточных
соединениях
возникает
изгибающий
мо
-
мент
M = F
δ
(
см
. p
ис
. 2.2,
а
)
от
внецентрового
действия
растягивающих
или
сжимающих
сил
,
что
является
недостат
-
ком
соединений
.
Тавровые
соединения
.
В
них
свариваемые
элементы
рас
-
полагаются
во
взаимно
перпендикулярных
плоскостях
.
Со
-
единение
может
быть
выполнено
угловыми
(
рис
. 2.4,
а
)
или
стыковыми
(
рис
. 2.4,
б
)
швами
.
2.3.
Расчет на прочность
сварных соединений
Основным
критерием
работоспособности
швов
сварных
соединений
является
прочность
.
Расчет
на
проч
-
ность
основан
на
допущении
,
что
напряжения
в
шве
распре
-
делены
равномерно
как
по
длине
,
так
и
по
сечению
.
Стыковые
соединения
.
Расчет
швов
(
рис
. 2.5)
производят
на
растяжение
или
сжатие
по
сечению
соединяемых
деталей
без
учета
возвышения
шва
.
Условие
прочности
шва
на
растяжение
[ ]
р
ш
р
l
F
A
F
′
σ
≤
δ
=
=
σ
,
(2.
1
)
где
F
—
растягивающая
сила
;
δ
—
толщина
шва
(
принимают
равной
Условие
прочности
шва
на
срез
[ ]
ср
ш
c
р
hl
F
A
F
′
τ
=
=
τ
p
,
(2.2)
где
τ
ср
и
[
τ
]
′
ср
—
расчетное
и
допускаемое
напряжения
среза
для
шва
(
см
.
табл
. 2.
1
);
l
ш
—
расчетная
длина
шва
.
В
соединении
лобовыми
швами
l
ш
=2
l
фл
(
см
.
рис
. 2.2,
а
),
фланговыми
швами
l
ш
=2
l
фл
(
см
.
рис
.
2.2,
б
).
В
комбинированном
сварном
шве
(
см
.
рис
. 2.2,
в
)
l
ш
равна
сумме
длин
лобовых
и
фланговых
швов
.
Т а б л и ц а
2.
1
.
Допустимые
напряжения
для
сварочных
соединений
деталей
из
низкоуглеродных
инизколегированных
сталей
Рис
. 2.5.
Стыковые
соединения
толщине
детали
);
l
ш
—
длина
шва
;
σ
р
и
[
σ
]
′
p
—
расчетное
и
допускаемое
напряжения
растяже
-
ния
для
шва
(
табл
. 2.
1
).
Нахлесточные
соединения
угловыми
швами
.
Угловые
швы
рассчитывают
на
срез
по
опасному
сечению
1
–
1
(
см
.
рис
.
2.3,
а
),
совпадающему
с
биссектрисой
прямого
угла
.
Расчетная
высота
h
опас
-
ного
сечения
шва
:
h
= 0,7
k
для
ручной
сварки
;
h = k
для
автоматической
.
Ри
c.3.
1
.
Пример
конической
и
цилиндрической
резьб
Классификация
резьб
.
В
зависи
-
мости
от
формы
поверхности
,
на
которой
образуется
резьба
,
разли
-
чают
цилиндрические
и
конические
резьбы
(
рис
. 3.
1
).
В
зависимости
от
формы
профи
-
ля различают
следующие
основ
-
ные
типы
резьб
:
треугольные
(
рис
.
3.2,
а
),
упорные
(
рис
. 3.2,
б
),
трапе
-
Ручное
дуговое
сварные
электроды
Вид
деформации
и
напряжения
Автоматическая
и
полуавтоматическая
сварка
под
флюсом
Э
42
А
,
Э
50
А
Э
42,
Э
50
Растяжение
[
σ]′
p
[
σ]
p
[
σ]
p
[
σ]
p
Сжатие
[
σ]′
ож
[
σ]
p
[
σ]
p
[
σ]
p
Срез
[
τ]′
p
0,8[
σ]
p
0,65[
σ]
p
0,6[
σ]
p
Глава 3.
РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
3.1. Общие сведения
Резьбовые
соединения
являются
наиболее
распро
-
страненными
разъемными
соединениями
.
Их
образуют
бол
-
ты
,
винты
,
гайки
и
другие
детали
,
снабженные
резьбой
.
1
7
1
6
цеидальные
(
рис
. 3.2,
в
),
прямоугольные
(
рис
. 3.2,
г
)
и
круг
-
лые
(
рис
. 3.2,
д
).
В
зависимости
от
направления
винтовой
линии
резьбы
бывают
правые
и
левые
.
У
правой
резьбы
винтовая
линия
поднимается
слева
направо
,
у
левой
—
справа
налево
.
Ле
-
вая
резьба
имеет
ограниченное
применение
.
В
зависимости
от
числа
заходов
резьбы
делят
на
одноза
-
ходные
и
многозаходные
.
Многозаходные
резьбы
получа
-
ют
при
перемещении
профилей
по
нескольким
винтовым
линиям
.
Заходность
резьбы
можно
определить
с
торца
вин
-
та
по
числу
сбегающих
витков
.
В
зависимости
от
назначения
резьбы
делят
на
крепежные
,
крепежно
-
уплотняющие
и
для
преобразования
движения
.
Крепежные
резьбы
применяют
в
соединениях
для
скреп
-
ления
деталей
.
Они
имеют
треугольный
профиль
,
отличаю
-
щийся
повышенным
моментом
сопротивления
отвинчива
-
нию
и
высокой
прочностью
.
Крепежно
-
уплотняющие
резьбы
применяют
для
скрепле
-
ния
деталей
в
соединениях
,
требующих
герметичности
.
Их
также
выполняют
треугольного
профиля
,
но
без
зазоров
в
сопряжении
болта
и
гайки
.
Как
правило
,
все
крепежные
резьбовые
детали
имеют
од
-
нозаходную
резьбу
.
Резьбы
для
преобразования
движения
(
вращательного
в
поступательное
или
наоборот
)
применяют
в
винтовых
ме
-
ханизмах
(
в
ходовых
и
грузовых
винтах
).
Они
имеют
тра
-
пецеидальный
(
реже
прямоугольный
)
профиль
,
который
ха
-
рактеризуется
малым
моментом
сопротивления
вращению
.
Достоинства
резьбовых
соединений
.
1
.
Простота
конструкции
.
2.
Удобство
сборки
,
разборки
,
возможность
применения
для
регулировки
взаимного
положения
деталей
.
3.
Высокая
нагрузочная
способность
.
4.
Малая
стоимость
.
Недостатком
резьбовых
соединений
является
высокая
концентрация
напряжений
вследствие
наличия
резьбы
на
поверхности
деталей
,
что
снижает
их
прочность
при
пере
-
менных
напряжениях
.
3.2.Геометрические
параметры
резьбы
Основными
геометрическими
параметрами
ци
-
линдрической
резьбы
являются
(
рис
. 3.3):
d
—
номинальный
диаметр
резьбы
(
наружный
диаметр
для
винта
);
d
3
—
внутренний
диаметр
резьбы
винта
(
по
дну
впадины
);
d
2
—
средний
диаметр
резьбы
,
т
.
е
.
диаметр
воображаемого
цилиндра
,
на
котором
толщина
витка
равна
ширине
впадины
;
р
—
шаг
резьбы
,
т
.
е
.
расстояние
между
одноименными
сторонами
соседних
профилей
,
измеренное
в
направлении
оси
резьбы
;
р
h
—
ход
резьбы
,
т
.
е
.
расстояние
между
одноименными
сторонами
одного
и
того
же
витка
в
осевом
направлении
:
для
однозаходной
резьбы
р
h
=
р
;
для
многозаходной
р
h
= z
р
,
где
z
—
число
заходов
.
Ход
равен
пути
перемещения
винта
H = 0,866P
Í
1
= 0,541Ð
r = 0,144Ð
Pu
с
. 3.3.
Метрическая
резьба
α
=60
0
d
d
d
а
)
б
)
в
)
г
)
д
)
Pu
с
. 3.2.
Профили
резьб
1
9
1
8
вдоль
своей
оси
при
повороте
на
один
оборот
в
неподвиж
-
ной
гайке
;
α
—
угол
профиля
резьбы
γ
—
угол
наклона
боковой
стороны
профиля
к
перпенди
-
куляру
к
оси
резьбы
;
ψ
—
угол
подъема
резьбы
,
т
.
е
.
угол
,
образованный
раз
-
верткой
винтовой
линии
по
среднему
диаметру
резьбы
и
плоскостью
,
перпендикулярной
оси
винта
:
)
(
2
d
p
tg
h
π
=
ψ
.
(3.
1
)
Из
формулы
(3.
1
)
следует
,
что
угол
ψ
возрастает
с
уве
-
личением
заходности
резьбы
.
3.3.Основные
типы
резьб
Метрическая
резьба
(
см
.
рис
. 3.3) —
наиболее
рас
-
пространенная
из
крепежных
резьб
.
Имеет
профиль
в
виде
равностороннего
треугольника
:
α
= 60°,
γ
= 30°.
Вершины
витков
и
впадин
притупляются
по
прямой
или
дуге
,
что
пре
-
дохраняет
резьбу
от
повреждений
,
уменьшает
концентрацию
напряжений
,
удовлетворяет
нормам
техники
безопасности
.
Радиальный
и
осевой
зазоры
в
резьбе
делают
ее
негерметич
-
ной
.
В
соединениях
,
требующих
герметичности
,
резьбу
вы
-
полняют
без
зазора
.
Метрическую
резьбу
изготовляют
по
стандарту
с
крупным
и
мелким
шагом
.
Наклон
боковой
сто
-
роны
профиля
обеспечивает
возможность
создания
больших
осевых
сил
,
а
также
самоторможение
.
В
качестве
основной
крепежной
применяют
резьбу
с
крупным
шагом
,
так
как
она
прочнее
,
менее
чувствительна
к
изнашиванию
и
неточностям
изготовления
.
Дюймовая
резьба
имеет
профиль
в
виде
равнобедренного
треугольника
с
углом
при
вершине
α
= 55°.
Вместо
шага
задают
число
витков
на
дюйм
(
1
дюйм
= 25,4
мм
).
Трубная
резьба
(
рис
. 3.4).
Профиль
—
равнобедренный
треугольник
.
Резьба
имеет
закругленные
выступы
и
впади
-
ны
.
Отсутствие
радиальных
и
осевых
зазоров
делает
резьбо
-
ля
γ
=
1
5°.
Шаг
может
быть
крупным
,
средним
и
мелким
.
Характеризуется
малыми
поте
-
рями
на
трение
,
технологичнос
-
тью
.
КПД
выше
,
чем
у
резьб
с
треугольным
профилем
.
При
-
меняют
для
передачи
реверсив
-
ного
движения
под
нагрузкой
(
ходовые
винты
станков
,
прес
-
сов
,
домкратов
и
т
.
п
.).
Упорная
резьба
(
рис
.
3.6).
Профиль
—
неравнобочная
тра
-
пеция
.
Рабочая
сторона
профиля
имеет
угол
наклона
γ
= 3°,
что
обеспечивает
возможность
изго
-
товления
резьбы
фрезерованием
.
КПД
выше
,
чем
у
трапецеидаль
-
ной
резьбы
.
Закругление
впадин
повышает
сопротивление
уста
-
лости
винта
.
Применяют
в
пере
-
даче
винт
-
гайка
при
больших
односторонних
осевых
нагруз
-
ках
(
грузовые
винты
прессов
,
домкратов
,
толкателей
и
т
.
п
.).
Изготовляют
по
стандарту
,
шаг
может
быть
крупным
,
средним
,
мелким
.
Прямоугольная
резьба
(
рис
.
3.7).
Профиль
резьбы
—
квад
-
d
α
= 55°
Рис
. 3.4
Трубная
резьба
d
Н
=
1
,866
Р
Н
1
= 0,5
Р
Рис
. 3.5
Трапецеидальная
резьба
d
Рис
3.6.
Упорная
резьба
вое
соединение
герметичным
.
Резьба
является
крепежно
-
уп
-
лотняющей
.
Применяют
для
соединения
труб
.
Изготовляют
по
стандарту
.
Еще
более
высокую
плотность
соединения
дает
трубная
коническая
резьба
.
Трапецеидальная
резьба
(
рис
. 3.5).
Это
основная
резьба
в
передаче
винт
-
гайка
.
Ее
профиль
—
равнобочная
трапеция
,
угол
профиля
α
= 30°,
угол
наклона
боковой
стороны
профи
-
2
1
2 0
Болты
и
крепежные
винты
.
Различают
эти
крепежные
детали
в
зависимости
от
формы
головки
,
формы
стержня
,
точности
изготовления
и
назначения
.
В
зависимости
от
формы
головки
болты
и
винты
быва
-
ют
с
шестигранными
,
полукруглыми
,
цилиндрическими
,
по
-
тайными
и
другими
головками
.
Форму
головки
выбирают
в
зависимости
от
требуемой
силы
затяжки
,
пространства
для
поворота
инструмента
,
внешнего
вида
и
т
.
д
.
Болты
и
винты
с
шестигранными
головками
применяют
чаще
других
,
так
как
они
позволяют
приложить
большой
момент
завинчива
-
ния
и
,
следовательно
,
получить
большие
силы
затяжки
дета
-
лей
соединения
,
требуя
при
этом
небольшого
угла
поворота
ключа
.
В
зависимости
от
формы
стержня
болты
и
винты
бы
-
вают
:
с
нормальным
стержнем
,
с
подголовком
,
с
утолщен
-
ным
точно
изготовленным
стержнем
для
постановки
без
зазора
в
обработанное
разверткой
отверстие
,
со
стержнем
уменьшенного
диаметра
для
повышения
податливости
и
со
-
противления
усталости
при
переменных
нагрузках
.
В
зависимости
от
точности
изготовления
болты
и
вин
-
ты
бывают
нормальной
и
повышенной
точности
.
В
зависимости
от
назначения
болты
и
винты
бывают
общего
назначения
,
установочные
и
специальные
.
Установочные
винты
применяют
для
фиксации
положе
-
ния
деталей
.
Их
выполняют
с
различными
по
форме
голов
-
ками
и
концами
.
К
специальным
болтам
относят
болты
конусные
для
от
-
верстия
из
под
развертки
,
грузовые
—
рым
-
болты
и
другие
.
Шпильки
(
рис
. 3.9).
Изготовляют
без
канавки
(
а
)
и
с
ка
-
навкой
(
б
).
Шпильку
завинчивают
в
корпусную
деталь
ко
-
ротким
резьбовым
концом
,
длина
которого
может
быть
раз
-
рат
,
γ
= 0°.
Обеспечивает
наи
-
высший
КПД
,
но
неудобна
в
изготовлении
(
невозможно
на
-
резать
объемным
инструмен
-
том
—
фрезой
).
Впадины
без
закруглений
по
-
нижают
сопротивление
устало
-
сти
винта
.
При
изнашивании
появляются
осевые
зазоры
,
которые
трудно
устранить
.
Не
стандартизована
.
Применяют
ограниченно
в
малонагружен
-
ных
передачах
винт
-
гайка
.
Круглая
резьба
(
рис
. 3.8).
Профиль
резьбы
состоит
из
дуг
,
сопряженных
короткими
отрезками
прямых
линий
.
Угол
профиля
α
= 30°.
Винты
с
круглой
резьбой
характери
-
зуются
высоким
сопротивле
-
нием
усталости
.
Изготовляют
по
стандарту
.
Применяют
ог
-
раниченно
при
тяжелых
усло
-
виях
эксплуатации
в
загрязненной
среде
,
а
также
при
частых
завинчиваниях
и
отвинчиваиниях
.
Конические
резьбы
(
см
.
рис
. 6.3)
обеспечивают
герметич
-
ность
без
специальных
уплотнений
,
позволяют
затяжкой
компенсировать
износ
,
обеспечивают
более
равномерное
распределение
нагрузки
по
виткам
.
Стандартизованы
резь
-
бы
с
конусностью
1
:
1
6 (
угол
наклона
образующей
конуса
к
оси
резьбы
—
1
° 47' 24").
Применяют
для
соединения
труб
,
установки
пробок
,
масленок
,
штуцеров
и
т
.
п
.
3.4.Стандартные
крепежные
детали
С
учетом
условий
применения
стандартами
пре
-
дусмотрены
различные
геометрические
формы
и
размеры
болтов
,
винтов
,
шпилек
,
гаек
и
шайб
.
Puc 3.8.
Круглая
резьба
d
Рис
3.7.
Прямоугольная
резьба
d
Рис
. 3.9.
Шпильки
а
)
б
)
содержание .. 1 2 3 ..
|
|
|