Силовые зависимости в резьбовом соединении

Надежность резьбового соединения оценивается легкостью сборки (легкостью затяжки гайки или болта) и сохранностью затяж­ки (самоторможением).

При завинчивании гайки надо преодолеть момент сопротивления затяжки Т₃ = T_р + T_т, где T_р – момент сил трения в резьбе; Т_т – момент сил трения на опорном торце гайки. Для определения Т_р и Т_т необходимо установить зависимость между силами, возни­кающими в винтовой паре при завинчивании.

Развернем среднюю винтовую линию резьбы на плоскость, а гайку представим в виде ползуна (рис. 6.19 а).

Рис. 6.19

При подъеме ползуна по наклонной плоскости (это соответст­вует завинчиванию гайки) сила F взаимодействия наклонной плос­кости с движущимся ползуном представляет собой равнодействующую нормальной силы и силы трения. Из схемы сил, действующих на пол­зун (рис. 6.19 б),

(6.14)

где – приведенный угол трения;

– приведенный коэффициент трения в резьбе;

f – коэффициент трения.

При перемещении ползуна вниз (рис. 6.19 в)

(6.15)

где – окружная сила при отвинчивании гайки.

Полагая, что сила F_t сосредоточена и приложена к среднему радиусу резьбы 0.5·d₂ (см. рис. 6.19 а),

(6.16)

Силу трения на торце гайки f ₁·F, зависящую от коэффициента трения f ₁ на торце гайки, считают сосредоточенной и приложен­ной к среднему радиусу опорной поверхности (рис, 6.20, а),

(6.17)

Момент завинчивания гайки T_з прикладываемый к ключу,

(6.18)

Момент сопротивления затяжки T_з преодолевается моментом силы, приложенной к гаечному ключу (рис.6.20б). Приравняв оба момента, получим

(6.19)

Величины, входящие в формулу (6.19), имеют определенные значения. Например, при стандартном ключе для метрических резьб можно принять: = 2.5°; ; ; . Из анализа формулы (6.19) следует, что обычно . Таким образом, сила в 1 H, приложенная на конце ключа, создает силу прижатия деталей 60 – 100 Н.

Такой выигрыш в силе обеспечивает легкость сборки соединения,

Поиск по сайту: