Разъемные соединения

Разъемными называют соединения, предназначенные для периодической разборки и сборки. Разъемное соединение должно сохранить неизменным взаимное расположение деталей как при повторных сборках, так и при работе в условиях сложных динамических нагрузок. К разъемным соединениям относят резьбовые соединения, штифтовые, штыковые (байонетные), шпоночные, шлицевые и профильные.

Резьбовое соединение осуществляется навинчиванием одной детали на другую. Оно обеспечивает их относительную неподвижность или заданное перемещение одной детали относительно другой. К деталям резьбового соединения относят винты, гайки, болты, втулки с резьбовым отверстием и др. Основным элементом этих деталей является резьба. Помимо этого, резьбовые отверстия могут иметь различные детали — корпуса, стойки, кронштейны, платы и т. п. В соответствии с ГОСТ 11708—66 резьбой называют поверхность, образующуюся при винтовом движении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности. В связи с этим резьбу, образованную на цилиндрической поверхности, называют цилиндрической, на конической — конической резьбой. Различают наружную и внутреннюю, правую и левую резьбы. По числу заходов различают однозаходные и многозаходные (двухзаходные, трехзаходные и т. д.) резьбы. По назначению резьбы можно разделить на несколько групп: резьбы для соединения деталей (крепежные резьбы) имеют треугольный профиль, так как этот профиль обеспечивает повышенное трение и гарантирует необходимую затяжку соединения; кроме того, резьба с этим профилем отличается повышенной прочностью и простотой изготовления; резьбы для получения герметических соединений трубопроводов имеют скругленный треугольный профиль небольшой высоты без радиальных зазоров, что обеспечивает требуемую герметизацию соединения; резьбы для передачи движения в целях получения наименьшего трения имеют симметричный или несимметричный трапецеидальный, а иногда и прямоугольный профиль; резьбы для соединения тонкостенных деталей имеют мелкие шаги и треугольный профиль, поэтому их используют в оптических приборах (оправы объективов, окуляров и т. п.).

На рис. 1.1 показан профиль метрической резьбы (СТ СЭВ 180—75). На рис. 1.2 показан профиль трубной цилиндрической резьбы. Применение этой резьбы обеспечивает получение плотных соединений тонкостенных деталей (труб). На рис. 1.3 показан профиль трапецеидальной резьбы (СТ СЭВ 146—75). Обозначение и точность резьб см. в [55]. Допуски на метрические резьбы приведены в ГОСТ 16093—70.

Расчет резьбы на прочность проводят в тех случаях, когда она выполняется на деталях из материалов, существенно отличающихся по прочности. Н. Е. Жуковским и другими учеными было найдено распределение нагрузки по виткам резьбового соединения.

Наибольшая нагрузка приходится на первый виток, а затем она постепенно убывает. Например, при десяти рабочих витках (что характерно для пластмассовых деталей) на первый виток приходится около 1/3 всей нагрузки, на последний — около 1/100. При шести рабочих витках (что очень часто используется в стандартных крепежных деталях) первый виток воспринимает свыше 1/2 нагрузки, а последний — 1/50. В реальных условиях истинный характер нагружения витков резьбы выявить весьма трудно, поэтому расчет резьбы на прочность проводят не по истинным, а по условным напряжениям. При определении условных напряжений считают, что все витки резьбы нагружены равномерно. Резьбу рассчитывают по напряжениям смятия на винтовой поверхности и по напряжениям среза в сечении ab винта или ce гайки (рис. 1.4). Независимо от типа резьбы площадь смятия одного витка принимают равной проекции винтовой поверхности на плоскость, перпендикулярную оси резьбы.