2. Теория винтовой пары. Момент завинчивания. Условие самоторможения и кпд подвижного резьбового соединения.

Т еория винтовой пары.

Момент завинчивания должен преодолеть силы трения, возникающие в витках резьбы и на торце гайки

Для стандартных резьб

Условие самоторможения резьбы:

КПД винтовой пары

КПД винтовой пары определяется отношением 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 определяется по формуле, а – по той же формуле, но при и :

.

Учитывая потери только в резьбе (f_Т = 0), найдем КПД только винтовой пары:

. (8)

Формула (8) позволяет сделать вывод, что возрастает с увеличением и уменьшением .

3 . Расчет незатянутого резьбового соединения.

На примере незатянутого болта, нагруженного внешней растягивающей силой.

Этот случай встречается редко. Примером служит нарезанный участок крюка для подвешивания груза. Опасным бывает сечение, ослабленное резьбой. На рис. 35 показан пример такого резьбового соединения. Стержень крюка работает только на растяжение. Резьбовое соединение, рассматриваемое в данном случае, называют ненапряженным.

Рис.35. Грузовой крюк с обоймой

Стержень болта рассчитывается по условию прочности на растяжение

4.Расчет затянутого резьбового соединения

На примере расчета затянутого болта, ненагруженного внешней осевой силой. Клеммовое соединение Болт испытывает растяжение и кручение только от затяжки. Требуемую силу затяжки болта определяют в зависимости от характера нагружения резьбового соединения. В машиностроении такие болтовые соединения встречаются в клеммовых соединениях (рис.36), в креплениях люков, крышек и т. п. В таких соединениях стержень болта растягивается силой затяжки F3 Проверочный расчет производят по — эквивалентному (приведенному) напряжению для опасной точки. Условие прочности (11) Эквивалентное напряжение определяем по гипотезе энергии формоизменения:

(12)

Для резьбы

(13)

(14) где — напряжение растяжения в опасном сечении болта;

— наибольшее напряжение кручения;

d1 — внутренний диаметр резьбы;

— коэффициент затяжки, учитывающий скручивание стержня болта.

Проектировочный расчет затянутого болта, ненагруженного осевой силой. С учетом формул (13) и (14) внутренний диаметр резьбы болта

(15) — допускаемое напряжение для болта.Практикой установлено, что болты с резьбой, меньше М10, можно повредить при недостаточно квалифицированной затяжке. Поэтому в силовых соединениях не рекомендуют применять болты малых диаметров (меньше М8). На некоторых производствах для затяжки болтов используют специальные ключи предельного момента. Эти ключи не позволяют приложить при затяжке момент, больше установленного.

Из тетради: Винт испытывает растяжение под действием силы затяжки и кручения за счет сил трения в резьбе. Расчет выполняется на прочность по эквивалентному напряжению. Учитывается кручение стержня.