Распределение осевой нагрузки по винтам резьбы

КПД резьбы

Условия самоотвинчивания резьбы

Момент, необходимый для отвинчивания гайки

В этом случае окружное усилие меняет свое направление

1-виток винта

2-гайка

-приведенный угол трения

-тангенциальная нагрузка, необходимая для отвинчивания гайки.

;

Условия самоторможения (гайка по наклонной плоскости самопроизвольно не перемещается). Самоторможение рассматривается только в резьбе, не учитывая трения на торце.

, необходимо, чтобы - условие самоторможения резьбы

Справедливо только при статических нагрузках. При вибрации происходит самоотвинчивание.

Для того, что бы представить произвольное самоотвинчивания гайки, применяют стопорящие устройства. Выбирают их по справочнику.

Если момент отвинчивания больше нуля, то гайки не должны самопроизвольно отвинчиваться.

Это условие самоторможения.

Самоторможение – это когда гайка по наклонной поверхности самопроизвольно не перемещается.

Если угол подъема винтовой линии меньше приведенного угла трения, наступает самоторможение, так как нагрузка непостоянна, то на эффект самоторможения не надеяться, а используют стопорящее устройство.

Устройство торможения:

Пружинные шайбы с усиками, шплинты, штифты. Для стандартной метрической резьбы, теорема условий самоторможения выполняется, так как мелкий шаг уменьшает угол наклона винтовой линии, то условие самоторможения выполняется более надежно.

КПД резьбы определяется как отношение полезной работы на винте к затраченной работе на ключе.

;

Для передач винт-гайка силами трения на торце можно пренебречь, и для ходовых резьб можно записать:

;

Для стандартных метрических резьб, у которых выполняется условие самоторможения коэффициента полезного действия будет <0.5 низкий.

При проектировании передач винт-гайка или ходовых резьб необходимо стремиться к повышению.

Пути увеличения КПД:

1. Увеличение угла подъема винтовой линии

a) Увеличить число заходов

b) Применять резьбы с крупным шагом

c) Уменьшение d₂ (средний диаметр резьбы)

2. Уменьшение угол трения

a. Выбор α, т.е. профиля резьбы: прямоугольная, упорная, трапецеидальная, метрическая.

падает соответственно.

b. Уменьшить т.е. уменьшить коэффициент трения в резьбе, а следовательно, точность изготовления, качество поверхности, выбор материалов с низким f, применение смазки.

Осевая нагрузка по винтам резьбы распределяется крайне неравномерно.

1 виток-52% нагрузки

2 виток – 25% нагрузки

…

6 виток – 2% нагрузки

Причины:

1. Неточность изготовления резьбы

2. Различная податливость элементов резьбы винта и гайки- возможна деформация в пределах закона Гука

3. Восприятие осевой нагрузки различными участками резьбы на сжатой и растянутой части

Для резьб, которые воспринимают динамические нагрузки необходимо обеспечивать равномерную податливость элементов винта и гайки. При практических расчетах неравномерность распределения нагрузок по виткам резьбы учитываем опытным коэффициентом К_m

Для увеличения равномерности проводят конструктивные мероприятия:

1. Применение гаек (висячие, с кольцевой проточкой).

Конус изменяет податливость резьбы.

2. Срез винтов гайки на 15⁰ – это способствует повышению

равномерности распределения нагрузок, особенно при динамических нагрузках.

На практике применяют висячие гайки.

Дата добавления: 2014-01-20