Момент завинчивания. КПД и условия самоторможения.

Если винт нагружен осевой силой F, то для завинчивания гайки к ключу необходимо приложить момент ТЗАВ, а к стержню винта реактивный момент ТР, который удерживает стержень от вращения.

Момент завинчивания определяется по формуле:

, где ТТ – момент сил трения на опорном торце гайки; ТР – момент сил в резьбе.

К. п. д. винтовой пары η представляет интерес главным образом для винтовых механизмов. Его можно вычислить по отношению рабо­ты, затраченной на завинчивание гайки без учета трения, к той же работе с учетом трения. Работа завинчивания равна произведению момента завинчивания на угол поворота гайки. Так как углы поворота равны и в том и в другом случае, то отношение работ равно отношению моментов

, в котором ТЗАВ определяется по формуле

, а Т’ЗАВ – по той же формуле, но при

f = 0 и φ = 0.

Учитывая потери только в резьбе (Тт = 0), найдем к. п. д. собст­венно винтовой пары

Так как большинство винтовых механизмов самотормозящие, то их к. п. д. меньше 0,5.

Для повышения к. п. д. винтовых механизмов используют также различные средства, понижающие трение в резьбе: антифрикционные металлы, тщательную обработку и смазку трущихся поверхностей, установку подшипников под гайку или упорный торец винта, приме­нение шариковых винтовых пар и пр.

Условие самоторможе­ния можно записать в виде ТОТВ > 0, где ТОТВ определяется по формуле: .

Рассматривая самоторможение только в резьбе без учета трения на торце гайки, получим tg(φ -ψ)>0 или φ > ψ.

Все крепежные резьбы — самотормозящие. Ходовые резьбы выполняют как самотормозящими, так и несамотормозящими.

 

17. Резьбовые соединения, основные понятия и определения. Типы резьб. Взаимодействие между винтом и гайкой.

Соединения деталей с помощью резьбы являются одним из старей­ших и наиболее распространенных видов разъемного соединения. К ним относятся соединения с помощью болтов, винтов, винтовых стя­жек и т. д.

Резьба — выступы, образованные на основной поверх­ности винтов или гаек и расположенные по винтовой линии. По форме основной поверхности различают цилиндрические конические резьбы. Наиболее распространена цилиндрическая резьба. Коническую резьбу применяют для плотных соединений.

Профиль резьбы – контур сечения резьбы в плоскости, проходящей через ось основной поверхности. По форме профили различают треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, круглые и др.

По направлению винтовой линии различают правую и левую резьбы. Если резьбовые выступы расположены по двум или нескольким параллельным винтовым линиям, то они образуют многозаходную резь­бу. По числу заходов различают однозаходную, двухзаходную и т. д. резьбы. Наиболее распространена однозаходная резьба.

Геометрические параметры резьбы: d – наружный диаметр; d1 – внутренний ди­аметр (номинальные значения d и d1 одинаковы для винта и гайки), d2 – средний диаметр (диа­метр воображаемого цилиндра, образующая которого пересекает резьбу в таком месте, где ширина выступа равна ширине канавки); h – рабочая высота профиля, по которой соприкасаются боковые стороны резьб винта и гайки, р — шаг (расстояние между одноименными сто­ронами соседних профилей, измеренное в направлении оси резьбы); р1 – ход (поступательное перемещение образующего профиля за один оборот пли относительное осевое перемещение гайки за один оборот).

α – угол профиля, ψ – угол подъема.

Основные типы резьб. По назначению различают резьбы крепежные и резьбы для винтовых механизмов.

Резьбы крепежные метрическая с треугольным профилем— основная крепежная резьба, трубная— треугольная со скругленными вершинами и впадинами, круглая.

Резьбы винтовых механизмов (ходовые резь­бы), прямоугольная, трапецеидальная симметричная, трапецеидальная несимметричная, или упорная.

Взаимодействие между винтом и гайкой: гайку жестко соединяют со стержнем винта.