2.Момент завинчивания в резьбовой паре. Самоторможение. Кпд.

Момент завинчивания в резьбовой паре складывается из момента сил трения в резьбе (T_P) и момента сил трения гайки по торцу детали (T_T). (1)

F_зат F_зат

F_t

Момент сил трения в резьбе найдем следующим образом:

Развернем виток резьбы в наклонную плоскость, гайку заменим ползуном.

R

F_t

F_зат

d₂

- приведенный угол трения.

Подставив все значения в формулу (1), получим

R

T_зав

14d

После подстановки этих значений в формулу T_зав, получим следующую зависимость

, где d – наружный диаметр резьбы.

Т.о. выигрыш в силе в резьбовых деталях составляет более 70 раз.

Самоторможение резьбовой пары.

Самоторможение – невозможность самоотвинчивания гайки.

По аналогии с червячной передачей при отвинчивании гайки ( что эквивалентно опусканию груза по наклонной плоскости) имеем:

R

F_t^отв

F_зат

Условие самоторможения резьбовой пары:

У метрических резьб угол , т.е. самоторможение наступает когда, что соответствует. Реально в резьбе, т.е. все крепежные резьбы являются самотормозящимися.

Однако, при динамических и вибрационных нагрузках резьбовые детали могут самоотвинчиваться из-за резкого снижения коэффициента трения в резьбе в этом случае.

На практике применяют специальные способы для того, чтобы избежать самоотвинчивания резьбовых деталей (подробнее см. уч. Иванова).

Существуют 3 метода стопорения резьбовых деталей:

1. Создание дополнительного трения в резьбе (установка пружинных шайб, двух гаек).

2. Стопорящие средства (шайбы с подвижными элементами)

3. Жесткое крепление резьбовых деталей, расклепывание тела болта, сварка).

Кпд резьбовой пары.

Аналогично червячной передаче, КПД резьбовой пары рассчитывается по формуле:

Все крепежные резьбы, у которых , имеют.

В ходовых винтах КПД стараются максимально увеличить, для этого нужно увеличить угол подъема резьбы и снизить трение. Для этого применяют многозаходную резьбу и специальную форму (трапецеидальные, прямоугольные).

3.Виды разрушений резьбовых соединений. Критерии работоспособности.

1.Разрушение элементов резьбы.

Для крепежных резьб основным видом разрушения является срез витков резьбы. Для ходовых резьб – износ резьбы, основной фактор, влияющий на это – напряжения смятия.

2.Разрушение стержня резьбовой детали.

Распределение нагрузки по виткам резьбы.

Теоретически и экспериментально установлено, что нагрузка по виткам резьбы распределяется неравномерно.

F_зат

0.34 F_зат

0.15 F_зат

0.05 F_зат

1 2 3 4 5 6 N_винта

С учетом этого распределения применяют гайки высотой .

Врасчетах нагрузка на один виток будет рассчитываться по формуле:, где

- коэффициент неравномерности нагрузки в резьбе.

d

h

d₂

p Н

d₁



F_зат _см

Витки гайки более прочны по сравнению с витками болта, т.к. площадь среза меньше.

, вводя обозначение - коэффициент полноты резьбы.

- треугольная резьба;

- трапецеидальная;

- прямоугольная.

Подставляем в формулу выражения для n и k, получим

Для приработанных ходовых резьб .

Стандарты на резьбы и резьбовые детали таковы, что витки резьбы всегда прочнее тела (стержня) винта. Поэтому на практике расчет на прочность резьбовых соединений выполняется по сечению стержня винта, расчет на прочность резьбы исключают.