Неподвижные связи в технике называют соединениями

По признаку разъёмности все виды соединений можно разделить ил разъемные и неразъемные.

Разъемные соединения позволяют разбирать узлы без поврежде­ния деталей. К ним относятся резьбовые, штифтовые, кли­повые, клеммовые, шпоночные, шлицевые и профильные соеди­нения.

Неразъемные соединения не позволяют разбирать узлы без раз­рушения или повреждения деталей. Применение неразъемных сое­динений обусловлено в основном технологическими и экономическими требованиями. К этой группе соединений относятся: заклепочные, сварные и прессовые. (Прессовые соединения отнесены к группе неразъемных условно, так как они позволяют производить повторную сборку и разборку, однако с применением значительных усилий и с частичным повреждением сопрягаемых поверхностей деталей. Кроме того, применяется пайка, склеивание и некоторые другие виды соединений, которые не рассматриваются в курсе «Детали машин».

По типу соединяемых деталей можно выделить:

а) соединения деталей типа вал и ступица: шпоночные, шлицевые,
профильные и прессовые;

б) соединения, всех других деталей (корпусных, листовых, трубча­тых и т. д.): резьбовые, сварные, заклепочные и клиновые.

Соединения являются весьма важными элементами конструкций. Многие аварии и прочие неполадки в работе машин и соору­жений обусловлены неудовлетворительной конструкцией соеди­нений.

Надежность работы соединений зависит от многих факторов, сложно переплетающихся и часто не поддающихся точному количе­ственному учету. Однако теоретические исследования и большой прак­тический опыт в этой области позволяют в большинстве случаев нахо­дить удовлетворительные решения задач, связанных с расчетом и конструированием соединений.

Основным критерием работоспособности и расчета соединений является прочность — статическая и усталостная.

Необходимо стремиться к тому, чтобы соединение было равно­прочным с соединяемыми элементами.

Наличие соединения, которое обладает прочностью, составляю щей, например, 0,8 от прочности других элементов конструкции, сви­детельствует о том, что 20% нагрузочной способности этих элементов или соответствующая часть металла конструкции не используется полезно. Во многих случаях неравнопрочность соединения приводит к большим излишним затратам материала. Например, прочность некоторых заклепочных соединений листов, вследствие ослабления листов отверстиями под заклепки, составляет лишь 60% от прочности самих листов. При равнопрочном соединении, например сварном, толщину и вес этих листов можно уменьшить на 40%.

1. Резьбовые соединения

Резьбовыми соединениями называют соединения деталей с помощью резьбы. Соединения деталей с помощью резьбы являются одним из старейших и наиболее распространенных видов разъемного соеди­нения. К ним относятся соединения с помощью болтов, винтов, резь­бовых муфт, винтовых стяжек и т. д. С целью сокращения объема изложения в данной главе рассмат­риваются также основные элементы винтовых механизмов. Это целе­сообразно потому, что силовые зависимости в винтовой паре (винт — гайка) и методы расчета на прочность являются общими для крепёжных и ходовых резьб.

В качестве резьбовых элементов используют болты (винт с гайкой), винты и шпильки (рис. 1.1). Основным преимуществом болтового соединения (см. рис. 1.1, а) является то, что оно не требует выполнения резьбы в соединяемых деталях и исключена необходимость замены или ремонта дорогостоящих корпусных деталей из-за повреждения резьбы. Это особенно важно, когда материал корпусной детали не может обеспечить достаточной прочности резьбы.

Винты (см. рис. 1.1, б) применяют тогда, когда корпусная де­таль большой толщины не позволяет выполнить сквозное отвер­стие для установки болта.

Шпильки (см. рис. 1.1, в) используют вместо винтов, если прочность материала детали с резьбой недостаточна (сплавы на основе алюминия), а также при частых сборках и разборках со

Рис.1.1. Виды резьбовых соединений

единений. В этом случае шпилька завинчивается в деталь один раз на все время работы соединения, а при сборках и разборках работает более прочная резьба на участке свинчивания с гайкой.

Формы головок винта (болта) и гайки могут быть различны­ми в зависимости от требований, предъявляемых к конструкции, условий сборки и т. д.

Широкое применение резьбовых соединений в технике опреде­ляется: 1) возможностью создания больших осевых сил сжатия де­талей при небольшой силе, приложенной к ключу (выигрыш в силе для крепежных резьб обычно составляет 70-100 раз);

2) удобными формами и малыми габаритами резьбовых деталей;

3) взаимозаме­няемостью резьбовых деталей в связи со стандартизацией резьб;

4) централизованным изготовлением резьбовых деталей.

Основные определения и классификация по геометрической форме

При перемещении какой-либо плоской фигуры, например abc, по винтовой линии так, что ее плоскость всегда проходит через ось 00 (рис. 1.2), стороны этой фигуры описывают поверхность резьбы.

Рис. 1.2. Резьба и её профиль

Плоская фигура abc называется профилем резьбы.

По форме профиля резьбы делятся на треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, круглые и др.

По направлению винтовой линии различают правую и левую резьбы. У правой резьбы винтовая линия идет слева направо и вверх, у ле­вой—справа налево и вверх. Наиболее распространенной является правая резьба. Левая резьба применяется только в специальных случаях.

Если по параллельным винтовым линиям перемещаются два или несколько рядом расположенных профиля, они образуют многозаходную резьбу. По числу заходов резьбы делятся на однозаходную, двух-заходную, трехзаходную и т. д. Наиболее распространенной является однозаходиая резьба. Все крепежные резьбы однозаходные. Многозаходные резьбы применяют преимущественно в грузовых и ходовых винтах. Число заходов больше трех применяется редко.

По форме основной поверхности, на которой наносится резьба, различают цилиндрическую и коническую резьбы. Наибольшее рас­пространение имеет цилиндрическая резьба. Коническая резьба при­меняется для плотных соединений труб, масленок, пробок и т. п.