Геометрические параметры резьбы

α

P Основные параметры

d - наружный диаметр

d₁ – внутренний диаметр

d₂ - средний диаметр (толщина

витка и впадины равны на нем)

P – шаг резьбы.

d, d₁, d₂,P - стандартизованы

d₂ d₁ d

 

 

P_z – ход резьбы, т.е. расстояние, на которое переместится винт в осевом направлении при неподвижной гайке за один поворот P_z=zP,

где z – число заходов (для однозаходной P_z=P)

α – угол профиля

ψ – угол подъема P_z

ψ

πd­₂

 

Еще можно выделить: а) мелкие резьбы – они применяются в точной механике и при динамических нагрузках (в авиации).

В машиностроении применяют крупные, т.к. они мене чувствительны к ошибкам изготовления и износу.

Основные типы крепежных деталей

Это болты, винты, шпильки. Все они стандартизованы, т.к. их изготовляют много.

а)

а) В соединяемые детали

пружинная гайка вставляется в отверстие болт,

который и притягивает детали

друг к другу.

Здесь не требуется нарезание

резьбы в соединяемых деталях.

болтовое соединение

Примененная шайба препятствует отвинчиванию гайки за счет сил трения на стыке.

 

б) б) Винты и шпильки применя-

винтовое ются тогда, когда по конструк-

ции соединения постановка

болта не рациональна.

В винтовом и шпилечном сое-

динении гайкой служит сама

деталь (в ней нарезается резьба)

винтовое соединение

 

 

в) шпилька

гайка в) Под гайку ставят простую

шайбу для уменьшения смятия

шайба детали; для предохранения чис-

тых поверхностей деталей; для

перекрытия зазора отверстия.

надевется

после

навертыва-

ния шпильки

шпилька

Зависимость окружного и осевого усилий в винтовой паре

 

При затяжке гайки ключом мы вызываем растяжение стержня болта, винта. Установим связь между внешним приложенным и внутренним усилиями.

Для этого представим винтовую пару как наклонную плоскость и уподобим действие сил в винтовой паре действию сил на ползун, находящийся на наклонной плоскости.

N – сила давления; F_тр=f∙N

N Q – осевая сила;

R ρ P – окружная сила, приложенная к d₂

F_тр P ρ – угол трения; R – сила трения

ψ Q P_z - коэффициент трения

πd₂

N

ψ R P

R ρ

P ψ+ρ

F_тр Q Q

Рис.3

 

P = Q∙tg(ψ+ρ)

Рассматриваем равновесие груза и поэтому треугольник сил на рис.3 должен быть замкнутый. Тогда

Если ψ≈2˚, ρ≈5˚, то Q≈10P

Т.е. если приложить усилие P на плече l у ключа, то можно сорвать резьбу.

 

Самоторможение в резьбе

R

ψ Самоторможение наступает, когда ψ<ρ

N ρ Для стандартных резьб ψ=2÷4˚, а ρ=5÷12˚.

(т.е. берут самотормозящиеся резьбы)

P Однако, несмотря на это, гайки надо

Q стопорить, т.к. в реальных условиях при

ψ вибрационных нагрузках f – изменяется

 

(f вообще максимализированная величина, зависящая только от состояния поверхности, смазки). Для стопорения применяют: пружинные шайбы, шплинтования, контрогайки.

(Все крепежные резьбы – самотормозящиеся)

 

КПД винтовой пары – η

работа полезной силы

работы действующей силы

т.е. КПД зависит только от угла подъема резьбы и трения в резьбе

η

~18 π/4-ρ π/2-ρ ψ

 

Выполнить такую резьбу сложно, поэтому ограничиваются ψ=15÷18˚

КПД имеет отношение лишь к винтовым механизмам.