5. Розрахункові залежності

При закручуванні гайки різьбового з’єднання зі сторони динамометричного ключа на гайку передається крутний момент Т_зав, той що долає момент тертя в різьбі Т_р і на торці гайки Т_т (рис.3.3)

Рис.3.3. Розрахункова схема

Т_зав= Т_р + Т_т (3.1)

Виникаючі в результаті затягування болта осьові зусилля P_зат і моменти Т_р і Т_т зв’язані співвідношеннями:

(3.2)

(3.3)

де - середній діаметр різьби;

– кут підйому різьби, що визначається із рівності

; (3.4)

р – крок різьби;

f – дійсний коефіцієнт тертя;

ρ^’ – кут тертя в різьбі, який відповідає наведеному коефіцієнту тертя в різьбі f₁=tgρ^’; /5.5/

D₁ – зовнішній діаметр опорної поверхні гайки /рівний розміру під ключ/;

d_отв – внутрішній діаметр опорної поверхні /рівний отвору під болт/;

D_cep – середній діаметр опорної поверхні гайки

D_cep = 0,5(D₁ + d_отв); (3.5)

f_Т – коефіцієнт тертя на торці гайки.

Для різьб з кутом профілю α коефіцієнт тертя f₁ і дійсний коефіцієнт тертя f зв’язані залежністю

(3.6)

а також приближене

(3.7)

де φ – кут тертя.

Для метричних кріпильних різьб с трикутним профілем α =60° і cosα/2=cos30°=0,87

f=0,87f₁ (3.8)

При визначенні коефіцієнтів тертя f і f_Т по величині крутних моментів в різьбі Т_р і на торці гайки Т_т із формули /5.2/ отримуємо

(3.9)

а із формули /3.3/

(3.10)

Використовуючи формули /3.5/ і /3.8/ визначають коефіцієнт тертя f.

Допустиме зусилля затягування болта визначають по формулі

(3.11)

- розрахунковий діаметр різьби;

d_p = d – 0,94p (3.12)

- допустиме напруження на розтяг для матеріалу болта;

1,3 - числовий коефіцієнт, враховуючий напруження кручення, яке виникає в витках з попереднім затягуванням.

3.6. Порядок оформлення протоколу дослідів

3.6.1. Заповнюються характеристика досліджуваного болта і умови мащення.

3.6.2. Заповнюються дані про результати дослідів по замірюванні повного крутного моменту Т_зав, і моменту в різьбі після чого виводяться середньоарифметичні дані.

3.6.3. Будується графік залежності моментів Т_зав і Т_р від сили затягування P_зат.

3.6.4. Визначаються залежності відношення еквівалентного напруження до напруження розтягу для різної величини зусилля затягування.

3.6.5. Визначаються відношення зусилля затягування болта P_зат і зусилля, яке прикладається до ключа.

3.6.6. Визначається дійсний коефіцієнт тертя f і на торці гайки f_Т .

36.7. Зробити висновки щодо виконаної лабораторної роботи.

3.7 .Протокол лабораторної роботи № 3

ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТІВ ТЕРТЯ В РІЗЬБІ ТА ТОРЦІ ГАЙКИ

3.7.1. МЕТА РОБОТИ: визначити коефіцієнт тертя в різьбі та на торці гайки , вивчити їх залежність від матеріалів деталей різьбового з’єднання ,

термообробки , точності виготовлення різьби та шорсткості поверхні , а також наявності та сорту мастила .

3.7 .2. Схема установки

1) визначення повного крутного моменту загвинчування на ключі:

Т _загв =Тр+Тт.:

2)визначення моменту на ключі , необхідного для подолання моменту сил тертя в різьбі (Тт.=0)

3.7.3. Характеристика дослідження болта та умови мащення

Таблиця 3.1.

Параметри з’єднання	Позначення	Метод визначення	Розміри
1	2	3	4
1. Зовнішній діаметр різьби болта, мм	d	Виміряти штангенциркулем
2. Середній діаметр різьби болта, мм	d2	По табл. ГОСТа
3. Внутрішній діаметр різьби болта, мм	d1	По табл. ГОСТа
4. Крок різьби, мм	Р	Виміряти різбоміром
5. Кут підйому гвинтової лінії різьби за сер. діаметром, град	β	tgβ=
6. Зовнішній діаметр опорної поверхні гайки, мм (розмір під ключ)	D	Виміряти штангенциркулем
7. Діаметр отвору під болт в опорній втулці, мм	dотв	Виміряти штангенциркулем
8. Розрахунковий діаметр різьби болта, мм	dp	dp= d - 0.94p
9. Допустиме напруження розтягу для матеріалу болта, МПа	[ ]	[ ]=
10. Коефіцієнт запасу міцності при контрольній (неконтрольованій) затяжці	n	-
11. Допустима сила затяжки болта, Н	[ F ]	[ F ]=
12. Сорт мастила та стан поверхні тертя

Примітки :

Границя текучості для сталі Ст3 ГОСТ 535-79 =220 МПа,

запас міцності n = 1, 5 - 2.