Крутящий момент на ключе идет на преодоление момента, создаваемого силой трения торца гайки о неподвижную опорную поверхность стягиваемых деталей и момента сопротивления в резьбе: (1) где
- момент, необходимый для создания осевого усилия и преодоления трения в резьбе, Н·м;
- момент сил трения на торцевой поверхности гайки, головки винта или его упорного конца, Н·м; Момент трения можно найти как:
(2) где
- усилие затяжки, Н;
- коэффициент трения по торцу;
- приведенный радиус трения, значение которого зависит от формы торца, м. Для плоского кольцевого торца приведенный радиус трения можно найти как:
где
- диаметр сверления под болт, м;
- диаметр опорной поверхности гайки, головки болта (винта), который можно принимать равным размеру "под ключ", м; Момент сопротивления в резьбе можно найти как:
(4) где
- средний диаметр резьбы, м. Равен:
(5)
- вспомогательный параметр для расчета геометрии резьбы, м. Равен:
(6) где
- шаг резьбы, м;
- угол подъема винтовой линии, град. Равен:
(7)
- угол трения резьбовой пары, град. Равен:
(8)
fR- коэффициент трения материалов сопрягаемых деталей (см. п. 2); Подставляя в выражение (1) выражения (2) и (4) окончательно получим: (9) Используя выражение (9) можно рассчитать усилие затяжки по заранее известному моменту затяжки или наоборот. На рисунке приведена расчетная схема резьбового соединения в вышеприведенным выражениям.