Момент необходимый для завинчивания гайки

Если винт нагружен осевой силой F_a, то для завинчивания гайки надо приложить момент завинчивания, а к стержню винта реактивный момент Тр, который удерживает стержень от вращения.

-момент от силы трения в резьбе

-момент от сил трения на опорном торце гайки или головки в шайбе

Момент, который необходимо приложить к гайке, это сумма момента для преодоления им трения в резьбе Т_р и Т_т момент для преодоления сил трения на торце.

Предполагают, что осевая нагрузка приложена по среднему диаметру поверхности контакта.

D₁-диаметр поверхности контакта гайки

d_отв- диаметр отверстия или внутренний диаметр контакта

Момент на торце гайки равен

F_a- осевая нагрузка

f_t- коэффициент трения между гайкой и деталью

d₂ – средний диаметр резьбы

ψ – угол подъема винтовой линии

φ₁- приведенный угол трения

d_cp – средний диаметр поверхности контакта гайки с соединяемой деталью.

Примечания :

1. Для метрических стандартных резьб с крупным шагом

−номинальный диаметр резьбы.

Обычно длина гаечного ключа принимается 15 номинальных стандартных диаметров резьбы. Если приравнять осевую нагрузку и нагрузку, которую прикладывает рабочий, в силе выигрываем в 100 раз в зависимости от рения в резьбе.

2. Принято, что расчетная длина гаечного ключа

;

; F - усилие руки человека

3. Реактивный момент необходимый для удержания стержня винта от проворачивания при завинчивании гайки равен моменту сил трения в резьбе.

4. Стержень винта в опасном сечении будет растягиваться силой F_a и закручиваться моментом Т_р.

Если трение на торце отсутствует, то

Т_зав.= Т_р = F_a ·d₂/2 tg (φ_{1 +} ψ)

Наиболее опасное сечение 1-2 виток гайки со стороны детали, по внутреннему диаметру резьбы. Осевая нагрузка резьбы приводит к отрыву, а может приводит к скручиванию.

Момент, необходимый для отвинчивания гайки

В этом случае окружное усилие меняет свое направление

1-виток винта

2-гайка

-приведенный угол трения

-тангенциальная нагрузка, необходимая для отвинчивания гайки.

;

Условия самоторможения (гайка по наклонной плоскости самопроизвольно не перемещается). Самоторможение рассматривается только в резьбе, не учитывая трения на торце.

, необходимо, чтобы - условие самоторможения резьбы

Справедливо только при статических нагрузках. При вибрации происходит самоотвинчивание.

Для того, что бы представить произвольное самоотвинчивания гайки, применяют стопорящие устройства. Выбирают их по справочнику.

Условия самоотвинчивания резьбы

Если момент отвинчивания больше нуля, то гайки не должны самопроизвольно отвинчиваться.

Это условие самоторможения.

Самоторможение – это когда гайка по наклонной поверхности самопроизвольно не перемещается.

Если угол подъема винтовой линии меньше приведенного угла трения, наступает самоторможение, так как нагрузка непостоянна, то на эффект самоторможения не надеяться, а используют стопорящее устройство.

Устройство торможения:

Пружинные шайбы с усиками, шплинты, штифты. Для стандартной метрической резьбы, теорема условий самоторможения выполняется, так как мелкий шаг уменьшает угол наклона винтовой линии, то условие самоторможения выполняется более надежно.