Гайки с внутренней и наружной резьбой. Виды гаек, их применение и характеристики. Где применяют гайки

• обычные
• высокие
• низкие
• самоустанавливающиеся
• анкерные неподвижные
• плавающие
• специальные.

Рис. А.

Рис. B.

Таблица 1.

Были проведены исследования резьбовых пар М6 из стали З0ХГСА с резьбами 4h6h-4H6H и 6e-5H6H, используемыми в отечественной промышленности. При этом показано, что 35 эксплуатационных переборок (затяжка соединения заданным мо­ментом, выдержка при 250 °С в течение 1 ч) выдержали все 100% самоконтрящихся гаек резьбовой пары 4h6h-4H5H и только 50% самоконтрящихся гаек резьбовой пары 6е-5H6H. Средние значения моментов отвинчивания самоконтрящихся гаек резьбо­вой пары 4h6h-4H5H на 32- 80% больше резьбовой пары 6е-5H6H. Это обеспечивает более высокую стабильность стопорения резьбового соеди­нения в течение пятнадцати эксплуатационных переборок. Для самоконтрящихся гаек из жаропрочных материалов, экс­плуатируемых при высоких температурах, как правило, надежное стопорение резьбо­вых соединений ограничивается пятью эксплуатационными пе­реборками.

С целью снижения трудоемкости монтажно-сборочных работ, повышения эксплуатационных характеристик изделия применяют самоконтрящиеся ушковые гайки, неподвижные и плавающие в обойме (рис. D). Неподвижные ушковые самоконтрящиеся гайки изготавливают в двухушковом, одноушковом и угловом исполнениях (рис. D, а) и применяют для крепления люков, панелей и т. п.

Рис. D.

Крепление гайки к соединяемой детали осуществляется двумя заклепками. Их изготавливают вытяжкой из листового материала на многопозиционных прессах или холодной высадкой из про­волоки. Контрящие свойства обеспечиваются за счет обжатия бонки, а герметичных глухих ушковых самоконтрящихся гаек - за счет обжатия резьбовой части колпачка (рис. D, б). Для гер­метичных отсеков используют и обычные ушковые гайки, вулка­низированные резиной (см. рис. D, б). Гайки самоконтрящиеся в обойме (рис. D, в, г) позволяют компенсировать технологические погрешности, неизбежные при сборке крупногабаритных деталей сложной конфигурации. Крепление гайки на обойме осуще­ствляется в пазах или прорезях, ограничивающих ее перемещение и исключающих выпадение из обоймы. В зависимости от типо­размера минимальное перемещение гайки в плоскости обоймы составляет 0,5-1,0 мм. Варианты исполнения обоймы опре­деляются, как правило, конструкцией изделия. Кроме рассмотрен­ных, широко применяют гайки самоконтрящиеся плавающие на кронштейне, плавающие в обоймах-прищепках (рис. 4, д, е) и др.

Где применяют гайки

При разных условиях эксплуатации, а также при различных величинах и характеров нагрузок, воспринимаемых соединением, применяют следующие гайки:

• обычные
• высокие
• низкие
• прорезные для стопорения соединений
• самоконтрящиеся различного конструктивного испол­нения
• самоустанавливающиеся
• анкерные неподвижные
• плавающие
• специальные.

Рис. А. Гайки, применяемые в машиностроении

Высокие гайки (высота равна 0,8d) служат для соеди­нений, работающих на растяжение и воспринимающих большие знакопеременные нагрузки. Часто для таких соединений используют «усиленные» гайки, имеющие высоту, равную 1,2d. Это существенно повышает ползучесть соединения, исключает разрушение соединений по срезу витков резьбовой пары болт - гайка, это дает полное использование прочности болта при работе на растяжение.

Высокие гайки от диаметра 12 мм и более в целях снижения массы конструкций выполняют с цилиндрической проточкой шестигранника, имеющей размер, приблизительно равный раз­меру под ключ.

Низкие гайки используют в соединениях, воспринимающих небольшие растягивающие нагрузки, а также в соединениях, работа­ющих на срез.

Прорезные шестигранные гайки применяют в ответственных соединениях, работающих в условиях вибрационных нагрузок. Стопорение их на болте осуществляется: шплинтами или проволо­кой. Для этих же целей часто используют шестигранные гайки с бонкой, завальцовываемой на болт (рис. А, а).

В декоративных целях применяют глухие шестигранные гайки. Гайки глухие для запрессовки используют в разъемных соеди­нениях, где монтажные подходы к гайке затруднены. Круглые сферические гайки применяют как декоративные и для исключе­ния изгибающих нагрузок на болт в соединении. Гайку-барашек используют для быстроразъемных соединений, а также в откидных болтах и т. д. (рис. А, б).

Гайки круглые с внутренней и наружной резьбой, со шлицами на торце и по периметру широко применяют в соединениях диа­метром 14 мм и более. Меньшие масса и габариты круглых гаек по сравнению с шестигранными гайками позволяют значительно уменьшить массу конструкций в целом. Гайки круглые с внутрен­ней резьбой и шлицами на торце (как правило, 2 шлица) широко используют и малых диаметров, начиная с 1,4 мм, обеспечивая такие же преимущества соединений (рис. А, в).

Для исключения самоотвинчивания резьбовых соединений при эксплуатации в большинстве случаев требуется их стопорение. Однако утяжеление кон­струкций, невысокая надежность стопорення, большая трудоем­кость изготовления и монтажно-сборочных работ по выполнению стопорения резьбовых пар обусловили создание и широкое вне­дрение во всех отраслях машиностроения самоконтрящихся гаек. Основа стопорения самоконтрящимися гайками - создание га­рантированного натяга и увеличение трения в резьбовой паре за счет деформирования резьбовой части гайки или использования безрезьбовых упругих вкладышей.

Типовая самоконтрящаяся гайка представляет собой обычную шестигранную или другую гайку с тонкостенным резьбовым цилиндрическим участком на неопорном торце - бонкой. Бонка имеет продольные прорези (4-6), деформируемые по периметру конусной оправкой для создания натяга в резьбовой паре (т. е. контрящих свойств гайки). Такие гайки называются самоконтря­щимися прорезными гайками (рис. А, г, е). В зависимости от условий эксплуатации используют следующие самоконтрящиеся прорезные гайки: шестигранные высокие и низкие, двенадцати­гранные, круглые с накаткой под запрессовку, если конструкция узла допускает увеличение отверстия в соединяемой детали, а подход для установки гайки затруднен.

Сейчас ввиду высокой трудоемкости фрезерования шлицев прорезные самоконтрящиеся гайки, особенно типоразме­ров М3-М10, практически вытеснены более технологичными, но не уступающими им по надежности стопорения самоконтря­щимися гайками с неразрезной деформированной бонкой (рис. А, д, е). Самоконтрящиеся гайки с неразрезной бонкой применяют также высокие и низкие, под запрессовку, двенадцати­гранные, с пазовой конфигурацией и др. Область применения высоких и низких самоконтрящихся гаек, двенадцатигранных и с пазовой конфигурацией определяется теми же условиями эксплуатации, что и обычных гаек.

В соединениях, работающих преимущественно на срез, широко используют шестигранные самоконтрящиеся гайки без бонки, с опорным буртиком и уменьшенным размером шестигранника под ключ (тонкостенный шестигранник). Самостопорение таких гаек достигается деформированием непосредственно шестигран­ника (см. рис. А, д). В условиях автоматизированной сборки резьбовых соединений применяют самоконтрящиеся гайки с шай­бой, завальцованной на опорный буртик.

Рис. B. Гайки самоконтрящиеся герметичные с фторопластом (а) и с нейлоновым вкладышем (б)

Герметичная самоконтрящаяся гайка изображена на рис. В, а. Герметизирующий вкладыш на основе фторопласта монтируется в расточке гайки с натягом и выступает над торцом на 0,5-0,8 мм. При сборке соединения конусный переход от резьбы к гладкой части болта плотно с натягом входит внутрь вкладыша, герметизируя резьбу по внутреннему и наружному диаметрам вкладыша. Выступающая из гайки часть при затяжке герметизирует соединение по плоскости стыка. Стопорение обес­печивается обжатием гайки по двенадцатиграннику.

Самоконтрящаяся шестигранная гайка с упругим нейлоновым вкладышем представлена на рис. В, б. Нейлоновый вкладыш завальцован в верхней части гайки. Внутренний диаметр вкла­дыша приблизительно равен внутреннему диаметру резьбы болта. Резьба во вкладыше формируется болтом при его ввинчивании, обеспечивая необходимый натяг для стопорения резьбовой пары. Гайки с нейлоновым вкладышем могут быть круглые, двенадцати­гранные, ушковые и т. д.

Рис. С. Типы обжатия бонки самоконтрящих гаек

В Российской промышленности получение контрящего эле­мента самоконтрящихся гаек осуществляется обжатием бонки на заданную величину в двух точках, в двух точках по эллипсу или в трех точках параллельно оси или под углом 12-16°. Воз­можно получение контрящего элемента осадкой бонки (рис. С). Точность резьбы гаек 5Н6Н.

Самоконтрящиеся гайки сохраняют работоспособность при многократных переборках резьбовых соединений. Нормируются максимальный момент первого завинчивания гайки и минималь­ный момент пятнадцатого отвинчивания (М1зав и М15отв). В отече­ственной промышленности они соответствуют значениям, ука­занным в табл. 1. Нормативы ИСО по моменту пятнадцатого отвинчивания выше за счет использования точных резьб: для болтов 4h6h, для гаек 4H5H.

Таблица 1.

Нормативы контрящих свойств самоконтрящих гаек

Были проведены исследования резьбовых пар М6 из стали З0ХГСА с резьбами 4h6h-4H6H и 6e-5H6H, используемыми в отечественной промышленности. При этом показано, что 35 эксплуатационных переборок (затяжка соединения заданным мо­ментом, выдержка при 250 °С в течение 1 ч) выдержали все 100% самоконтрящихся гаек резьбовой пары 4h6h-4H5H и только 50% самоконтрящихся гаек резьбовой пары 6е-5H6H. Средние значения моментов отвинчивания самоконтрящихся гаек резьбо­вой пары 4h6h-4H5H на 32- 80% больше резьбовой пары 6е-5H6H. Это обеспечивает более высокую стабильность стопорения резьбового соеди­нения в течение пятнадцати эксплуатационных переборок. Для самоконтрящихся гаек из жаропрочных материалов, экс­плуатируемых при высоких температурах, как правило, надежное стопорение резьбо­вых соединений ограничивается пятью эксплуатационными пе­реборками.
Окончательный контроль качества самоконтрящихся гаек заключается в замере моментов завинчивания и отвинчивания. Это позволило зарубежным фирмам при стандартизации самоконтрящихся гаек в рамках ИСО не задавать в конструкторской документации наружный диаметр бонки, высоту, величину и форму обжатая, оставив эти вопро­сы на усмотрение изготовителя.
С целью снижения трудоемкости монтажно-сборочных работ, повышения эксплуатационных характеристик изделия применяют самоконтрящиеся ушковые гайки, неподвижные и плавающие в обойме (рис. D). Неподвижные ушковые самоконтрящиеся гайки изготавливают в двухушковом, одноушковом и угловом исполнениях (рис. D, а) и применяют для крепления люков, панелей.

Рис. D. Гайки самоконтрящиеся ушковые, неподвижные и плавающие
Крепление гайки к соединяемой детали осуществляется двумя заклепками. Их изготавливают вытяжкой из листового материала на многопозиционных прессах или холодной высадкой из про­волоки. Контрящие свойства обеспечиваются за счет обжатия бонки, а герметичных глухих ушковых самоконтрящихся гаек - за счет обжатия резьбовой части колпачка (рис. D, б). Для гер­метичных отсеков используют и обычные ушковые гайки, вулка­низированные резиной (см. рис. D, б). Гайки самоконтрящиеся в обойме (рис. D, в, г) позволяют компенсировать технологические погрешности, неизбежные при сборке крупногабаритных деталей сложной конфигурации. Крепление гайки на обойме осуще­ствляется в пазах или прорезях, ограничивающих ее перемещение и исключающих выпадение из обоймы. В зависимости от типо­размера минимальное перемещение гайки в плоскости обоймы составляет 0,5-1,0 мм. Варианты исполнения обоймы опре­деляются, как правило, конструкцией изделия. Кроме рассмотрен­ных, широко применяют гайки самоконтрящиеся плавающие на кронштейне, плавающие в обоймах-прищепках (рис. 4) и др.
В некоторых отраслях промышленности нашли широкое при­менение профили с самоконтрящимися плавающими гайками (рис. E). Прессованные профили изготавливают из алюминиевых сплавов, гнутые профили - из стального листа. Фиксацию поло­жения гаек на профиле осуществляют местными выштамповками (см. рис. E, а) или лапками, отогнутыми по надрезам (см. рис. E, б).

Рис. E. Профили с самоконтрящимися плавающими гайками

Длину профиля с самоконтрящимися плавающими гайками определяют конструкцией изделия, и она может достигать 1,5 м. Крепление профиля к соединяемой детали осуществляется за­клепками с шагом 150-250 мм. Применение профилей с само­контрящимися плавающими гайками позволяет уменьшить массу конструкции, а также повысить прочность соединения. Прочность повышается за счет уменьшения количества отверстий под за­клепки в соединяемых деталях.

Рис. 178. Ключи для завертывания К01ьпевых гаек с наружными назами

Рис. 179. Относнтелы1ая масса кольцевых гаек с завертными элементами различной формы

Профили пазов, изображенные на рис 179, К-/X, могут быть получены высокопроизводительным способом обката с применением червячной профильной фрезы.

Гайки, конструкция которых изображена на рис. 179, К/ -/X, завертывают только трубчатыми ключами.

При затяжке кольцевыми гайками насадных деталей нужно, чтобы торец гайки опирался в деталь не менее чем на 4 своей высоты (размер S на рис. 180,/). Если высота ступеньки на валу не позволяет осуществить это условие.

Рис. 180. Установка кольцевой гайкн без шайбы (У) и с шайбой ()

между гайкой и деталью устанавливают массивную подкладную шайбу (рис. 180,).

Важно, чтобы подкладная шайба была центрирована. На рис. 181,/ показана неправильная установка: шайба может сместиться в выточку за резьбой. На рис. 181, -/V показаны способы центрирования шайбы, из которых самым, простьпи является способ центрирования по наружному диаметру резьбы (рис. 181,).

В случаях, когда необходим равномерный нажим на затягиваемую деталь, применяют сферические подкладные шайбы (рис. 182). Другие способы решения этой задачи - соблюдение строгой перпендикулярности между торцом гайки и средним диаметром резьбы или применение резьбы с осевыми и радиальными зазорами в витках, позволяющими гайке несколько самоустанавливаться на ва.пу.

На рис. 183 -188 приведены конструкции круглых гаек с наружной резьбой, различной формы и с различными элементами для завинчивания.

Рис. 181. Центрирование под- [т;

кладных шайб: /-без центрирования; lino наружному диаметру резьбы; III-по буртику ганки; IV - по насадион детали

Рнс. 182. Сферические подкладные шайбы

Рис. 183. Кольцевые гайки с наружной резьбой внутренними пазами

Рис. 184. Кольцевые гайкн с наружной резьбой и наружными пазами

Рис. 185. Кольцеваи гайка с наружной резьбой и торцовыми пазами

Рис. 186. Кольцевые гайкн с наружной резьбой, треугольными шлицами и выступами

Рис. 187. Кольцевые гайкн с наружной резьбой и Рнс. 188. Кольцевые гайкн с наружной резьбой осевыми отверстиями иод ключ внутренним шестигранником

Рис. 189. «Негеряющиеся» гайки. Способы фиксации

НЕКОТОРЫЕ ВИДЫ КРЕПЕЖНЫХ ДЕТАЛЕЙ

«Негеряющиеся» гайки и «невыпадающие» болты

В ряде случаев после отвертывания гайки иа несколько ниток желательно ее зафиксировать для того, чтобы исключить полное свертывание гайки с нарезного конца болта Такие «не-теряющиеся» гайки применяют, например, для откидных («автоклавных») болтов, а также в конструкциях, где требуется отпустить гайку на один-два оборота с целью, например, регулирования положения одной детали относительно другой и т. д.

На рис. 189,/ и показаны способы фиксации расклепыванием или раскерновкой торцов болтов, а на рис. 189, /- приклепыванием ограничительной шайбы. Если конструкция допускает навертывание гайки с противоположного конца нарезного стержня, то с заверткой стороны оставляют гладкий цилиндрический поясок (рис. 189, IV).

Из способов фиксации, показанных на рис. 189, К- VIII, самым простым и надежным является способ фиксации зегером - запорным кольцом (рис. 189, V/). В конструкции на рис. 189, V / на конце болта выполнена

выточка высотой, равной высоте нарезного участка гайки. При свинчивании гайка попадает в выточку; нарезной поясок на конце болта в известной степени предохраняет от полного свинчивания гайки.

На рис. 190 дан пример применения «нете-ряющихся» гаек для крепления крьш1ки иа

Рис. 190. «Негеряющиеся» гайки. Случай креплении крышки к корпусу

Выберите категорию: Все Анкера » Клиновой анкер » Анкерный болт » Анкер двухраспорный » Анкер кольцо » Анкер крюк » Анкерный болт с гайкой » Анкерный болт с потайной головкой » Анкерный болт с крючком » Анкер с кольцом » Потолочный анкер » Анкер-клин » Складной пружинный дюбель с крючком » Забивной анкер » Анкер распорный » Металлический рамный дюбель » Металлический дюбель для пустотелых конструкций Гвоздь » Гвозди строительные (черные) » Гвозди оцинкованные » Гвозди винтовые » Гвозди ершенные » Гвозди финишные » Гвозди кровельные » Гвозди шиферные » Гвозди цветные » Гвозди для степлера Саморезы » Саморезы по дереву желтый цинк » Саморезы по гипсокартону » Саморезы по дереву » Саморезы с прессшайбой » Оконные саморезы » Шурупы для оконных профилей » Саморезы по ГВЛ » Саморезы для профилей » Саморезы со сверлом » Шурупы по бетону (Нагеля) » Саморезы кровельные »» Кровельные саморезы оцинкованные »» Кровельные саморезы окрашенные » Саморезы для сэндвич-панелей » Саморезы для твердых пород дерева » Саморез универсальный » Саморезы Spax » Саморезы для паркета и массивной доски » Шуруп глухарь » Шуруп-кольцо » Шуруп полукольцо » Шуруп-костыль » Крепление для строительных лесов » Шурупы конструкционные »» Шурупы для дерева конструкционные с потайной головкой »» Шурупы для дерева конструкционные с шестигранной головкой »» Шурупы для дерева конструкционные с прессшайбой »» Шурупы для паркета и массивной доски Перфорированный крепеж » Перфорированная монтажная лента » Соединительная пластина » Крепежная пластина » Оконные пластины » Крепежный уголок скользящий » Крепежный анкерный уголок » Уголок крепежный равносторонний KUR » Перфорированный уголок » Крепежный уголок ассиметричный » Крепежный уголок усиленный » Крепежный уголок под 135 градусов » Крепежный уголок z-образный » Угловой соединитель » Т-образный соединитель » Держатель балки » Опора балки » Опора бруса закрытая » Опора бруса открытая » Анкер регулируемый по высоте » Крепеж для кухни » Лента для теплого пола » Соединитель профилей (Краб) » Прямой подвес Knauf » Скользящая опора стропил » Профиль монтажный » Профиль маячковый » Профиль углозащитный » Пластина гвоздевая » Балочный уголок » Широкий уголок » Уголок узкий » Уголок рамный » Уголок с двойным усилием » Регулируемый уголок » Опорный кронштейн » Траверса монтажная » Шайба с резьбовой муфтой » Крепеж для стоек Дюбель - гвоздь » Забиваемый металлический дюбель-гвоздь » Дюбель-гвоздь Wkret-met » Дюбель-гвоздь Omax » Дюбель-гвоздь Tech-Krep Такелаж » Талрепы »» Талреп крюк-кольцо »» Талреп кольцо-кольцо »» Талреп крюк-крюк » Рым-болт DIN 580 » Рым-гайка DIN 582 » Зажим для троса »» Зажим для стальных канатов DIN 741 »» Зажим для стальных канатов Duplex »» Зажим для стальных канатов Simplex »» Зажим для стальных канатов Плоский » Коуш » Карабины »» Карабин пожарный DIN 5299C »» Карабин винтовой »» Карабин с фиксатором DIN 5299D » Скоба такелажная » S-образный крюк » Цепь сварная короткозвенная » Цепь сварная длиннозвенная » Стальной трос » Трос в ПВХ оплетке Дюбеля » Металлический дюбель для газобетона » Дюбель "Driva" для гипсокартона » Шайба Рондоль » Дюбель-бабочка для гипсокартона » Дюбель распорный » Дюбель Ежик » Многофункциональный дюбель » Дюбель трехлепестковый » Дюбель для пено-бетона » Дюбель мультифункциональный » Дюбель удлиненный » Фасадный дюбель KPR » Дюбель для крепления теплоизоляции » Монтажный дюбель » Заглушки для гвоздей » Дюбель распорный KPX Болты Гайки Шайбы » Шпилька резьбовая DIN 975 » Болты с неполной резьбой » Болты с полной резьбой » Болты с внутренним шестигранником » Гайка оцинкованная » Гайка соединительная (Муфта) » Гайка Барашек » Гайка колпачковая » Гайка самоконтрящаяся » Гайка с фланцем » Гайка усовая » Шайба усиленная DIN 9021 » Шайба с резиновой прокладкой » Шайба обычная » Шайба-Гровер Мебельный крепеж » Крепежный уголок мебельный » Мебельный кронштейн (Белый, Коричневый) » Болты мебельные отечественные » Болт мебельный » Винт конфирмат Фиксаторы для арматуры Hawera » Буры SDS - Plus по бетону » Сверла сегментные с переходником » Сверла по бетону "Perfect power" » Сверла по металлу "Hss-r" » Сверла по бетону "Multiconst" » Сверла по дереву "Perfect" » Пики "SDS - Plus" » Зубило "SDS - Plus" » Пилки для лобзика Насадки Скобозабивные пистолеты и скобы Скоба строительная Канат Джутовый Межвенцовый утеплитель льняной Сантехнический крепеж » Сантехническая шпилька » Хомут сантехнический Заклепка вытяжная Заклепочники » Заклепочники » Заклепка вытяжная Патроны монтажные Толевая кнопка Электроды сварочные Шканты Круги отрезные Кляймеры для вагонки Перчатки рабочие Пена и герметики Полотенца Ветошь Мешки для строительного мусора Расходники для шлифмашин Сверла для дрелей Крестики и клинья для кафельной плитки Рулетки измерительные Ножи малярные Лезвия Кронштейны на стену Химические анкера фирмы BIT Крепеж из нержавейки » Трос из нержавейки AISI 304 сечение 7х7 » Трос из нержавейки AISI 304 сечение 7х19 » Зажим для троса из нержавейки DIN 741 AISI 304 » Зажим для троса из нержавейки симплекс DIN 5299 AISI 304 » Коуш из нержавейки AISI 304 » Хомут из нержавейки сантехнический S. HC01 » Цепь из нержавейки (короткое звено) DIN 5685 AISI 304 » Цепь из нержавейки (длинное звено) DIN 5685 AISI 304 » Талреп из нержавейки (крюк-кольцо) DIN 1480 AISI 304 » Блок из нержавейки для троса S.BL03 AISI 304 » Вращающий откидной гак из нержавейки AISI 304. S.HK05 » Саморез с кольцом из нержавейки AISI 304 ART-9079 » Саморезы из нержавейки AISI 304 АРТ 9050 PZ » Болты из нержавейки AISI 304 DIN 933 » Гайка барашек из нержавейки AISI 304 DIN 315 » Шпилька резьбовая из нержавейки AISI 304 DIN 975 » Гайка колпачковая из нержавейки AISI 304 DIN 1587 » Гайка из нержавейки AISI 304 DIN 934 » Шайба усиленная из нержавейки AISI 304 DIN 9021 » Рым гайка из нержавейки AISI 304 DIN 582 » Рым болт из нержавейки AISI 304 DIN 580 » Болт с кольцом из нержавейки AISI 304 S.EB09-06 » Карабин пожарный из нержавейки AISI 304 DIN 5299С » Карабин с гайкой из нержавейки AISI 304 DIN 5299D » Карабин с вертлюгом из нержавейки AISI 304 S.SN02 » Карабин с вертлюгом из нержавейки AISI 304 S.SN08 » Шакле с вертлюгом из нержавейки AISI 304 S.SW02-05 » Болт имбус из нержавейки AISI 304 » Болты с неполной резьбой из нержавейки AISI 304 DIN 931 » Винты из нержавейки AISI 304 » Втулка соединительная из нержавейки AISI 304 WS 9290 » Шайба-гровер из нержавейки AISI 304

На рис. 143 показаны основные типы шестигранных гаек : с односторонней фаской диаметром D 1 = S (рис. 143, I); с односторонней фаской диаметром D 1 = 0,95·S (рис. 143, II); с двусторонней фаской (рис. 143, III); с кольцевой заточкой на опорном торце (рис. 143, IV); с буртиком на опорном торце (рис. 143, V).

На рис. 144 и 145 приведены гайки различных типов; прорезные (рис. 144, I); корончатые (рис. 144, II); прорезные с укороченным шестигранником (рис. 144, III); с конической коронкой (рис. 144, IV); с укороченными шестигранниками (рис. 145, I); с заходным конусом под торцовый ключ (рис. 145, II); с конической и сферической опорными поверхностями (рис. 145, III, IV).

В зависимости от назначения гайки могут иметь различную высоту от 0,3d до 1,25d (d — диаметр резьбы). Низкие гайки применяют в качестве контргаек и для слабонагруженных соединений, высокие гайки — для сильнонагруженных соединений, а также для часто разбираемых соединений. Для средних условий работы применяют гайки высотой (0,8—1)d. При этих соотношениях приблизительно соблюдается условие равнопрочности гайки и нарезного стержня.

На рис. 146—153 показаны гайки с разными формами завертных элементов; на рис. 154 — гайки с внутренними завертными элементами (шестигранником, шлицами), применяемые в случаях, когда требуется силовая затяжка при ограниченных радиальных габаритах; на рис. 155 — колпачковые гайки, применяемые в случаях, когда требуется обеспечить герметичность резьбового соединения; на рис. 156, 157 представлены гайки с наружной резьбой.

Шлицевые гайки . Конструкция цилиндрическом гайки с мелкими треугольными шлицами по образующим (рис. 158) является прогрессивной.

Такие гайки в будущем, возможно, вытеснят шестигранные. Их основное преимущество заключается в более благоприятном распределении сил при затягивании гайки. Из рис. 159 видно, что плечо сил, действующих при затяжке на шлиц треугольного профиля с углом при вершине 60°, примерно в 2 раза больше, чем в случае затяжки шестигранной гайки.

Число шлицев на окружности гайки может в 6—7 раз превышать число граней шестигранника. Следовательно, при одинаковом моменте затяжки сила, приходящаяся на каждый шлиц, будет в 12—15 раз меньше, чем сила, действующая на грань шестигранной гайки при затяжке трубчатым ключом, и в 36—45 раз меньше, чем при затяжке накидным ключом. Опасность смятия поверхностей затяжки, столь реальная у шестигранных гаек, в данном случае исключается. Благодаря форме завертных элементов исключается и опасность срывания ключа при затягивании.

Другое преимущество заключается в возможности проворачивания гайки при затяжке практически на любой угол, что облегчает завертывание в тесных местах, где размах ключа ограничен.

Шлицевые гайки при одинаковом диаметре резьбы имеют меньшие радиальные габариты и меньшую массу, чем шестигранные гайки. Недостаток шлицевых гаек в том, что их можно завертывать только трубчатым ключом.

При проектировании крепежных узлов со шлицевыми гайками следует предусматривать над гайкой свободное пространство для надевания трубчатого ключа. Высоту этого пространства при завертывании открытым трубчатым ключом можно сократить уменьшением толщины ключа. Уменьшение высоты шлицев (рис. 160, I—III) облегчает манипулирование ключом: при снятии и повторном надевании ключ центрируется цилиндрической частью гайки. Возможно также применение специальных ключей с разводными губками, допускающими подход к гайке сбоку.

Запас прочности на смятие у шлицевых гаек (рис. 161, I) настолько велик, что можно без большого ущерба для надежности сократить число шлицев (рис. 161, II—IV). Масса гайки при этом уменьшается; преимущества при завертывании гайки сохраняются в полной мере, если шлицы на ключе нарезаны по всему периметру.

1) диаметр гайки по впадинам шлицев D1 = (1,35—1,50)d где d — номинальный диаметр резьбы; верхний предел (1,5) относится к малым гайкам, нижний — к средним и большим;

2) наружный диаметр гайки по выступам шлицев D = (1,10—1,15)D 1 ; здесь верхний предел также относится к малым гайкам, нижний — к средним и большим;

3) высота гайки Н = (0,8—1,0)d.

Шлицевые гайки (рис. 160) стопорят чаще всего шплинтами.

Кольцевые гайки . Кольцевые гайки применяют для затяжки насадных деталей, подшипников качения и подобных деталей на валах большого диаметра.

К этому типу гаек относятся гайки, называемые по ГОСТ 11871—80 круглыми шлицевыми.

Особенность кольцевых гаек — относительно малая высота при большом диаметре. Вследствие большого диаметра резьбы гайка обычной высоты получается избыточно прочной и очень тяжелой.

Нетрудно определить высоту гайки, необходимую по условию равнопрочности гайки и вала (для случая полого вала).

Условие равнопрочности полого вала, работающего на растяжение от действия силы затяжки, и резьбового пояса, работающего на срез от действия той же силы, имеет следующий вид:

где [τ] — допустимое напряжение среза в резьбе; [σ р ] — допустимое напряжение растяжения вала; Н — длина работающего пояса резьбы (высота гайки); D c р и D 0 — соответственно средний диаметр резьбы и диаметр отверстая в вале.

Для средних условий, учитывая концентрацию напряжения в витках резьбы, можно принять, что допустимое напряжение среза в резьбе в 2 раза меньше допустимого напряжения растяжения для вала. Тогда

Из этого выражения видно, что высота гайки уменьшается с увеличением диаметра отверстия вала (рис. 163).

При стандартизации кольцевых гаек трудно учитывать фактор D 0 /D cp ; обычно высоту гаек устанавливают только в зависимости от диаметра D резьбы. При этом высота Н гаек (рис. 164) составляет примерно (0,15—0,25)D (меньшие значения относятся к гайкам большого диаметра, а большие — меньшего диаметра).

Из-за малой высоты кольцевых гаек в них используют только резьбы с мелким шагом. Применение крупных резьб (рис. 165, I) привело бы к уменьшению общего числа ниток на гайке с понижением прочности (вследствие относительного уменьшения числа ниток с полным профилем), ухудшило бы осевое направление гайки по валу и, кроме того, ослабило бы вал из-за уменьшения внутреннего диаметра резьбы.

Шаг s резьбы у кольцевых гаек обычно принимают примерно равным (0,015—0,050)D, где D — диаметр резьбы; верхний предел относится к резьбам малого диаметра (20—50 мм), нижний — к резьбам большого диаметра (100—120 мм). При проектировании кольцевых гаек рекомендуется шаг резьбы (и высоту гайки) выбирать с таким расчетом, чтобы общее число ниток на гайке было не менее 5—6 (рис. 165, II).

Как и во всех резьбовых соединениях, следует предусматривать запасы резьбы по обе стороны от номинального положения гайки. Рекомендуемые величины запасов приведены на рис. 166.

Размер гайки по впадинам шлицев, определяющий минимальную толщину рабочего кольца гайки, выполняют равным S = (1,2—1,3)D. Наружный диаметр гайки D 2 колеблется в пределах ~(1,4—1,5)D (рис. 164).

Участки гайки, на которых расположены пазы, не должны выходить на опорную поверхность торца гайки, так как при сминании боковых граней пазов при затяжке или отвертывании гайка не будет плотно прилегать к затягиваемой детали. Для этого делают выточки или фаски, односторонние или (лучше) двусторонние (рис. 167). Наружный диаметр D 1 опорной поверхности должен быть меньше размера S между впадинами пазов по крайней мере на 0,5—1 мм.

На рис. 168 представлены кольцевые гайки с внутренней резьбой и с различным расположением завертных пазов; на рис. 169—177 — гайки с завертными элементами других типов.

Чаще всего применяют гайки с наружными пазами, число которых колеблется в пределах 4—12. Такие гайки завертывают накидными «рожковыми» ключами (рис. 178, I) или ключами с торцовыми (рис. 178, II) или внутренними радиальными (рис. 178, III) зубьями.

Число и форма пазов и выступов гайки заметно влияют на ее массу. В машинах, где требование уменьшения массы стоит на первом плане и где применяется большое число кольцевых гаек, конструкции пазов уделяют значительное внимание.

На рис. 179 приведены относительные массы гаек с пазами различной конструкции. За единицу принята масса гайки с четырьмя пазами. Как видно из рис. 179, I—IV, простое увеличение числа пазов позволяет значительно уменьшить массу. Масса гайки с двенадцатью пазами (рис. 179, IV) составляет 86% массы гайки с четырьмя пазами (рис. 179, I). Дальнейшее уменьшение массы достигается выборкой нерабочих участков выступов между пазами (рис. 179, V), уменьшением высоты и ширины выступов (рис. 179, VI) и уменьшением их числа (рис. 179, VIII).

Наиболее выгодна конструкция (рис. 179, IX) с небольшим числом выступов треугольного профиля; масса гайки составляет 53% массы исходной гайки. Профили пазов, изображенные на рис 179, V—IX, могут быть получены высокопроизводительным способом обката с применением червячной профильной фрезы.

Гайки, конструкция которых изображена на рис. 179, VI—IX, завертывают только трубчатыми ключами.

При затяжке кольцевыми гайками насадных деталей нужно, чтобы торец гайки опирался в деталь не менее чем на 3/4 своей высоты (размер S на рис. 180, I). Если высота ступеньки на валу не позволяет осуществить это условие, между гайкой и деталью устанавливают массивную подкладную шайбу (рис. 180, II).

Важно, чтобы подкладная шайба была центрирована. На рис. 181, I показана неправильная установка: шайба может сместиться в выточку за резьбой. На рис. 181, II—IV показаны способы центрирования шайбы, из которых самым простым является способ центрирования по наружному диаметру резьбы (рис. 181, II).

В случаях, когда необходим равномерный нажим на затягиваемую деталь, применяют сферические подкладные шайбы (рис. 182). Другие способы решения этой задачи — соблюдение строгой перпендикулярности между торцом гайки и средним диаметром резьбы или применение резьбы с осевыми и радиальными зазорами н витках, позволяющими гайке несколько самоустанавливаться на валу.