Момент завинчивания гаек и винтов

Прямоугольную резьбу болта развернем по среднему диаметру в наклонную плоскость, а гайку заменим ползуном.

Сила взаимодействия наклонной плоскости c ползуном при относительном движении представляет собой равнодействующую нормальной силы и силы трения. Следовательно, эта сила наклонена к нормали под углом трения . В результате разложения силы получим F_t= F_x∙tg(+φ),где F_t —движ. окружная сила.

Окружная сила трения для витка треугольного профиля: F_tf= N∙f = F_x∙f/cos (/2)= F_x∙f¹_прив,

где f¹_прив -приведенный коэффициент трения, а приведенный угол трения

ρ¹ = arсtgf¹

Определим момент трения в резьбе:

Т_р = F_x∙d₂/2∙tg (φ+ρ¹)

При завинчивании гайки к ключу прикладывают момент завинчивания

Т_зав⁼ Т_р+ Т_оп = F_pa₆∙L,

где L-расчетная длина ключа; Т_р -момент в резьбе; Т_оп -момент трения на опорном торце гайки.

Т_оп = (F_x∙f/3)∙(D_o³-d_o³)/(D₀²-d₀²) ≈ F_x∙f (D₀+d₀)/2

Полезная работа W_полезн = F_x∙p∙z = F_x∙π∙d₂∙tg φ .

Затраченная работа равна произведению момента в резьбе на угол поворота в радианах W_затрач = F_x∙π∙d₂∙tg (φ+ρ¹) .

КПД винтовой пары.Условия самоторможения винтовой пары.Понятие о приведенном коэффициенте трения

Таким образом коэффициент полезного действия резьбы

h = W_полезн / W_затрач = tg φ / tg (φ+ρ¹)

Условие самоторможения винтовой пары.

При отвинчивании гайки окружная сила и сила трения меняют направление. Поэтому окружная сила равна F_t= F∙tg(ρ¹-φ).

Момент отвинчивания в резьбе без учета трения на торце гайки определится F_отв= F∙tg(ρ¹-φ)/2

Самоторможение будет, если Т_отв>0; tg(ρ¹-φ)>0; p¹>φ.

Для крепежных резьб значение угла подъема лежит в пределах 2,5°...3,5°, а угол трения изменяется в зависимости от коэффициента трения в пределах 6°...16°. Поэтому все крепежные резьбы - самотормозящие при статических нагрузках. Однако при вибрациях коэффициент трения существенно снижается и условие самоторможения нарушается. Поэтому при переменных нагрузках необходимы специальные средства стопорения резьбовых соединений.

Расчет витков крепежных резьб на прочность.

Основным видом разрушения крепежных резьб является срез витков. Причем, если материалы болта и гайки одинаковы, то опасен срез витков болта, происходящей по цилиндрической поверхности диаметра d₁. Напряжение среза в резьбе болта:

τ₁=F_x/πd₁∙H∙K∙K_m≤[τ₁]а в резьбе гайки τ₂=F_x/πd∙H∙K∙K_m≤[τ₂].

Здесь Н -высота гайки (или глубина завинчивания винта);

К -коэффициент полноты резьбы;

К_m -коэффициент неравномерности нагрузки по виткам резьбы.

Напряжения смятия в резьбе:

σ=4F_x/[(d²-d₁²)∙z∙K_m] ≤[s_см] , z = Н/р,

где р - шаг резьбы, z-число рабочих витков гайки.

Равнопрочность резьбы и стержня болта является одним из условий назначения стандартных параметров резьбовых деталей (в частности, высоты стандартных гаек, головок болтов, диаметров гаек и т.д.). Поэтому при прочностных расчетах стандартных резьбовых деталей элементы резьбы не рассчитываются, а прочность определяется по прочности стержня болта

Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 1264; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 23

Мы поможем в написании ваших работ!