Геометрические параметры резьбы

d –- наружный диаметр резьбы; d₁ – внутренний диаметр (номинальные значения диаметров d и d₁ одинаковы для винта и гайки, зазоры во впадинах образуют за счет предельных отклонений размеров диаметров); d₂ – средний диаметр (место, где ширина выступа равна ширине впадины); h – рабочая высота профиля, по которой соприкасаются боковые стороны резьбы винта и гайки; p – шаг (расстояние между одноименными сторонами соседних профилей, измеренное в направлении оси резьбы). p₁ – ход, т.е. поступательное перемещение образующего профиля за один оборот или относительное осевое перемещение гайки за один оборот винта). Для однозаходной резьбы p= p₁; для многозаходной p = n p₁, где n – число заходов. α – угол профиля.

ψ – угол подъема (угол подъема развертки винтовой линии по среднему диаметру). tg ψ = p₁/(πd₂) = np/(πd₂).

Все геометрические параметры резьб и допуски на их размеры стандартизованы.

Стандарт предусматривает метрические резьбы с крупным и мелким шагом. Например, для диаметра 14 мм стандарт предусматривает крупную резьбу с шагом 2 мм и пять мелких резьб с шагами 1,5; 1,25; 1; 0,75; 0,5 мм. При уменьшении шага соответственно уменьшаются высота резьбы и угол подъема резьбы, а внутренний диаметр d₁ увеличивается. Увеличение диаметра повышает прочность стержня винта, а уменьшение угла подъема увеличивает самоторможение в резьбе, т.е. уменьшает возможность самоотвинчивания.

Основные типы крепежных деталей

Для соединения деталей применяют болты (винты с гайками) – рис.а), винты (рис. б) и шпильки с гайками (рис. в).

Основным преимуществом болтового соединения является то, что при нем не требуется нарезать резьбу в соединяемых деталях.

Винты и шпильки применяют в тех случаях, когда постановка болта невозможна или нерациональна.

Если при эксплуатации деталь часто снимают и затем снова ставят на место, то ее следует закреплять болтами или шпильками. Винты при многократном завинчивании могут повредить резьбу в детали.

Подкладную шайбу ставят под гайку или головку винта для уменьшения смятия детали гайкой, если деталь изготовлена из менее прочного материала; предохранения чистых поверхностей деталей от царапин при завинчивании гайки (винта); перекрытия большого зазора отверстия. В других случаях подкладную шайбу ставить нецелесообразно. Кроме подкладных шайб применяют стопорные или предохранительные шайбы, которые предохраняют соединение от самоотвинчивания.

Способы стопорения

Существует много способов стопорения или предохранения от самоотвинчивания. На практике применяются следующие три основных принципа стопорения.

1.Повышают и стабилизируют трение в резьбе путем постановки контргайки, пружинной шайбы и др.

2. Гайку жестко соединяют со стержнем винта, например, с помощью шплинта (см. рис) или прошивают группу винтов проволокой.

3.Гайку жестко соединяют с деталью, например, с помощью специальной шайбы или планки.

Теория винтовой пары

Если винт нагружен осевой силой F, то для завинчивания гайки к ключу необходимо приложить момент T_зав , ак стержню винта – реактивный момент Т_р., который удерживает стержень от вращения.

,

где Т_Т – момент сил трения на опорном торце гайки; Т_Р – момент сил трения в резьбе.

Принимаем приведенный радиус сил трения на опорном торце гайки равным среднему радиусу этого торца или D_cp/2. При этом

где D_cp = (D₁+ d_отв)/2; D₁ – наружный диаметр опорного торца гайки; d_отв – диаметр отверстия под винт; f – коэффициент трения на торце гайки.

Момент трения в резьбе определим, рассматривая гайку, как ползун, поднимающийся по виткам резьбы, как по наклонной плоскости (рис. а). Внешними являются осевая сила F и окружная сила Ft = 2Tp/d₂. С другой стороны, из векторного треугольника сил имеем Ft = Ftg(ψ+φ) или

Tp = 0,5 Fd₂ tg(ψ+φ),

φ - угол трения в резьбе.

Подставляя значения моментов, находим искомую зависимость

При отвинчивании гайки окружная сила Ft и силы трения меняют направление (рис.б). При этом получим Ft = Ftg(φ – ψ). Момент отвинчивания с учетом трения на торце гайки :

.

Поиск по сайту: