Исследование операций сборки и регулировки узлов и приборов ориентации, стабилизации и навигации

Московский государственный технический университет  
имени Н.Э. Баумана 

А.Р. Бахратов, А.В. Шишлов 
 
 
 
 
Исследование операций сборки 
и регулировки узлов и приборов 
ориентации, стабилизации и навигации 
 
Методические указания к выполнению лабораторных работ 
по курсу «Технология сборки и регулировки приборов 
ориентации, стабилизации и навигации» 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
Москва 
2014 

УДК 681.2 
ББК 34.9 
Б45 
 
 
Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru 
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/177/book75.html 

Факультет «Информатика и системы управления» 

Кафедра «Приборы и системы ориентации, стабилизации и навигации» 

 

Рецензент   д-р техн. наук В.Г. Ковалев 

 
 
Бахратов А. Р. 
  
 
Исследование операций сборки и регулировки узлов и приборов ориентации, стабилизации и навигации: метод. указания 
к выполнению лабораторных работ по курсу «Технология сборки и регулировки приборов ориентации, стабилизации и навигации» / А. Р. Бахратов, А. В. Шишлов. — М. : Изд-во МГТУ 
им. Н. Э. Баумана, 2014. — 78, [2] с. : ил. 

ISBN 978-5-7038-3836-5 

Рассмотрены отдельные технологические операции сборки 
и регулировки узлов и приборов ориентации, стабилизации 
и навигации. Приведена необходимая информация для самостоятельной подготовки к выполнению лабораторных работ, 
а также контрольные вопросы для защиты отчета о проделанной работе. 
Для студентов 5-го курса НУК ИУ, обучающихся по специальности «Приборы и системы ориентации, стабилизации 
и навигации». 
Рекомендовано Учебно-методической комиссией Научноучебного комплекса «Информатика и управление». 
 
УДК 681.2 
 ББК 34.9 
 
 
 
 
 
 
 
       МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014 
 
 
 
 
 
       Оформление. Издательство 
 
 
 
                                          МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014 

Б45 

ISBN 978-5-7038-3836-5

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Методические указания содержат три лабораторные работы по 

исследованию операций сборки и регулировки изделий для приборов ориентации, стабилизации и навигации, которые позволяют 
студентам практически ознакомиться с операциями сборки и регулировки, наиболее часто встречающимися на производстве, самостоятельно изучить влияние технологических факторов на точность и качество соединений магнитных цепей с шихтованными 
магнитопроводами (например, датчиков угла), потенциометрических датчиков. 

Лабораторные работы соответствуют лекционному курсу «Тех
нология сборки и регулировки приборов ориентации, стабилизации 
и навигации», который разработан авторами для студентов 5-го 
курса кафедры «Приборы и системы ориентации, стабилизации 
и навигации». Каждая лабораторная работа содержит необходимую информацию для самостоятельного выполнения ее студентами и контрольные вопросы для самоподготовки к защите отчета 
о проделанной работе. 
Одним из авторов данных методических указаний является 
кандидат технических наук, доцент кафедры «Приборы и системы 
ориентации, стабилизации и навигации» Бахратов Ануфрий Рафаилович. Это последняя работа, подготовленная, но не изданная 
при жизни автора. В память о прекрасном человеке, талантливом 
инженере, высококвалифицированном преподавателе коллектив 
кафедры представляет ее к публикации. 
 

РАБОТА № 1 
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ 
ФАКТОРОВ НА КАЧЕСТВО И ТОЧНОСТЬ СБОРКИ 
РЕЗЬБОВЫХ И ПРЕССОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ 
В УЗЛАХ ПРИБОРОВ ОРИЕНТАЦИИ, 
СТАБИЛИЗАЦИИ И НАВИГАЦИИ 

Цель работы — ознакомление с методами формообразования 
и приборами контроля качества резьбовых и прессовых соединений 
деталей в узлах приборов ориентации, стабилизации и навигации 
(ОСиН); экспериментальное изучение влияния основных технологических факторов на параметры качества резьбовых и прессовых 
соединений деталей в узлах приборов ОСиН. 

1.1. Общие положения 

1.1.1. Резьбовые соединения 

Для организации необходимого взаимного расположения деталей, особенно в узлах, подлежащих многократной сборке и разборке, в приборах ОСиН широко применяются резьбовые соединения. Эти соединения осуществляются с помощью винтов, гаек, 
шпилек и специальных резьбовых деталей. Резьбовые соединения 
в конструкциях приборов ОСиН составляют до 25 % общего числа 
соединений. Столь широкое распространение этих соединений 
объясняется тем, что они просты, надежны и обеспечивают возможность разборки и повторной сборки узлов и приборов ОСиН 
без повреждения сопрягаемых элементов. 
Резьбовые детали, используемые в приборах ОСиН, должны 
иметь повышенные точность, качество и надежность. Это достигается тщательным выбором применяемых материалов, процессов изготовления и отделки таких деталей. В соответствии c ГОСТ 1759.4—87 
для крепежных деталей предусмотрены покрытия и оксидные пленки (оксидное, цинковое или кадмиевое с хромотированием, многослойное медно-никелевое, фосфатное с промасливанием, никеле

вое), выбор которых зависит от материала и шага резьбовых деталей, рабочей температуры резьбового соединения. 
В зависимости от назначения различают: 
• крепежные резьбы, которые должны иметь повышенную прочность, значительный коэффициент трения и надежность; 
• крепежно-уплотняющие резьбы, которые одновременно с соединением деталей обеспечивают герметичность резьбового 
соединения; 
• ходовые резьбы, служащие для передачи движения, которые 
должны иметь плавный ход, высокую точность шага резьбы, 
минимальные потери, связанные с преодолением сил трения 
и высокую износостойкость. 
Крепежные детали для приборов ОСиН изготовляют из улучшенных инструментальных сталей, коррозионно-стойких сталей, 
немагнитных сплавов с покрытиями и без них в зависимости от 
назначения деталей приборов. Применяют стали марок 40, 45, 50, 
У8А, У10А, А12 — при небольших нагрузках в винтовой паре; стали 
35ХГСА, 40ХН2МА — при повышенных температурах и в агрессивных средах; титан ВТ1-0, сплавы 36НХТЮ и 40НХЮ — для обеспечения стабильности размеров ответственных резьбовых деталей. 
Для антимагнитных и токопроводящих деталей крепежные детали 
выполняют из латуней, например марок ЛС59-1 или ЛС63-3Т и др. 
Элементы метрической резьбы (рис. 1.1) в соответствии 
с ГОСТ 24705—2004 определяют в зависимости от шага резьбы p  
и ее наружного диаметра d  ( D ). 
Высота полного профиля резьбы 

 
3
.
2
H
p
=
 

Высота рабочего профиля резьбы 

 
1
5
.
8
H
H
=
 

Угол подъема винтовой линии резьбы 

 
1
2
arctg
,
p
d
⎛
⎞
α =
⎜
⎟
π
⎝
⎠
 

где 
2
3
4
d
d
H
=
−
 — номинальный средний диаметр винта. 

Рис. 1.1. Обозначения основных параметров метрической резьбы 

Сборка резьбового соединения определяется силой затяжки 

 
з
з
в,
Р
S
= σ
 

где 
з
σ  — напряжение затяжки винта; 
2
в
4
S
d
= π
 — площадь поперечного сечения винта. 
В зависимости от необходимого значения силы затяжки 
з
Р  для 
резьбового соединения определяют длину свинчивания (высоту 
гайки). При этом расчет длины свинчивания выполняется по 
формулам исходя из требований прочности при срезе, изгибе и смятии резьбы соответственно: 

 
з

п м
3
ср
;
P

k k
d
≥

⎡
⎤
π
τ
⎣
⎦

(1.1) 

 
[
]

з
1
2
3
изг

3
;
P H p

d b
≥
π
σ

(1.2) 

 
(
)
[
]

з
2
2
3
м
см

4
.
P p

d
d
k
≥
π
−
σ

(1.3) 

В формулах (1.1)—(1.3) использованы следующие обозначения: 

п
k  — коэффициент полноты резьбы, показывающий отношение высоты прямоугольника, представляющего собой поверхность среза, 

к шагу резьбы (при метрической резьбе для болта 
п
0,75,
k =
 для 
гайки 
п
0,88;
k =
 
п
0,65
k =
 при трапецеидальной резьбе и 
п
0,5
k =
 
при прямоугольной резьбе); 
м
k  — коэффициент, учитывающий 
неравномерность распределения нагрузки по виткам резьбы (обычно 
м
0,6...0,7;
k
=
 бόльшие значения выбирают для крупной метрической резьбы и при условии, что материал болта существенно 

прочнее материала гайки); 
3
17
12
d
d
H
=
−
 — наименьший внутрен
ний диаметр метрической резьбы (внутренний диаметр винта по дну 
впадины); 
п
b
k p
=
 — толщина основания витка резьбы; 
ср ,
⎡
⎤
τ
⎣
⎦  

[
]
изг ,
σ
[
]
см
σ
 — допустимое напряжение среза, изгиба и смятия 

соответственно, причем 
(
)
ср
т
0,75
0,2...0,3
;
р
⎡
⎤
τ
=
σ
=
σ
⎣
⎦
 [
]
изг
;
р
σ
= σ
 

[
]
(
)
см
т
0,3...0,5
;
σ
=
σ
 
т
σ  — предел текучести материала винта; 
р
σ  — 

предел пропорциональности материала винта. 
Из трех значений ,рассчитанных по формулам (1.1)–(1.3), выбирают наибольшее. 
Более точный расчет напряжения среза винтов выполняют по 
формуле 

 
з
ср
3
в п
,
Р
d S k z

⎡
⎤
≤ τ
⎣
⎦
π
 

где 
п
0,9
k =
 — коэффициент полноты резьбы (значение коэффициента указано для метрической резьбы); z  — число рабочих витков резьбы, при этом если 
8,
z ≥
 то принимают 
8.
z =
 
Срез витков резьбы происходит в том случае, если пределы 
прочности винта 
винта
B
σ
 и гайки 
гайки
B
σ
 равны или близки по значе
нию. При критических усилиях, когда 
винта
гайки
2
,
B
B
σ
> σ
 происходит 
срез витков в отверстии, и тогда при расчете по формуле (1.1) вместо 
3
d  необходимо использовать D  — номинальный наружный 
диаметр внутренней резьбы (номинальный диаметр резьбы). Если 

(
)
винта
гайки
1,3...1,8
,
B
B
σ
=
σ
 то витки резьбы рассчитывают на прочность при изгибе и смятии. 

Замыкание контактирующих поверхностей при сборке резьбовых соединений происходит при силе затяжки, которая зависит от 
момента, приложенного к головке винта. Минимальное напряжение затяжки при этом определяют из условия нераскрытия стыка 
при воздействии внешних сил, действующих на стык в условиях 
эксплуатации, а силу затяжки 
зP  принимают больше внешней силы 
вн :
Р
 

 
(
)
з
вн
1,25...1,5
.
P
Р
>
 

Максимальное напряжение 
max
σ
 ограничено пределом текучести 
т
σ  материала резьбовой детали. Поэтому для резьбовых деталей приборов ОСиН максимальное напряжение выбирают на основании предела текучести материала винта 
винта
т
σ
 из соотношения 

 
(
)
винта
max
т
0,8...0,9
.
σ
=
σ
 

При сборке резьбовых соединений предъявляют высокие требования к величине 
з,
P  так как в условиях эксплуатации слабая 
затяжка в резьбовом соединении приводит к его ослаблению (например, при наложении вибрации), а чрезмерная затяжка — к деформации тела винта или к его перенапряжению, что при воздействии вибрации в сочетании со статическим нагружением может 
привести к разрушению крепежных элементов. 
Силу затяжки 
зP  с учетом напряженного состояния в соединении рассчитывают по формуле 

 

(
)

т
в
з
2
в
2
в

,

1
0,75
tg

S
Р
S
d I

νσ
=

⎡
⎤
+
α + ρ
⎢
⎥
⎣
⎦

 

где 
0,5...0,7
ν =
 — коэффициент; 
вI  — полярный момент инерции 

среднего сечения винта; 
(
)
(
)
arctg
cos
2
f
ρ =
α
 — угол трения 

в резьбе; f  — коэффициент трения фрикционной пары винт–гайка. 
Требуемая сила затяжки 
зP  создается крутящим моментом 
с помощью резьбозавертывающего инструмента (ключа, отвертки,