Самоторможение и к.п.д. винтовой пары

На рис. 2.12,б изображен случай подъема груза. Нетрудно понять, что для случая опускания груза угол трения r¢ надо вычитать из b. До тех пор, пока угол фиктивной плоскости (b - r¢) положительный, груз опускается сам под действием силы тяжести – самоторможения нет. При отрицательном значении (b - r¢) груз находится в покое – самоторможение.

Условие самоторможения:

(b < r¢)

При этом статистическая нагрузка винта не вызывает самоотвинчивания гайки.

Для крепежных резьб величина угла подъема b лежит в пределах от 1,5 до 4^о, а угол трения r¢ изменяется в зависимости от величины коэффициента трения в пределах от 6^о (f’» 0,1) до 16^о (f’» 0,3).

Таким образом, все крепежные резьбы – самотормозящие. Ходовые резьбы выполняют как самотормозящие, так и несамотормозящие.

К.п.д. винтовой пары h представляет интерес главным образом для винтовых механизмов. Его можно вычислить по отношению работы, затраченной на завинчивание гайки без учета трения, к той же работе с учетом трения или по отношению Т’_к/Т_к, в котором Т_к определяется по формуле (2.6), а Т’_к по той же формуле, но при f = 0 и r¢ = 0

(2.9)

Учитывая потери только в резьбе (Т_т = 0), найдем к.п.д. собственно витой пары. (2.10)

В самотормозящей паре, где b < r¢, h < 0,5. Так как большинство винтовых механизмов самотормозящие, то их к.п.д. меньше 0,5.

Формула (2.10) позволяет отметить, что h возрастает с увеличением b и с уменьшением r¢. График h в зависимости от b при r¢» 6^о изображен на рис.2.14.

Максимальное значение h можно определить из выражения (2.10), приравняв нулю производную dh/db. Получим hmax при b = 45^o-r¢/2. Для увеличения угла подъема резьбы b в винтовых механизмах применяют многозаходные винты. В практике редко используют b, у которых больше 20 ¸ 25^о, так как дальнейший прирост к.п.д. незначителен, а изготовление резьбы затруднено. Кроме того, при большом значении b становится малым выигрыш в силе или передаточное отношение винтовой пары.

Рис.2.14

Для повышения к.п.д. винтовых механизмов используют также различные средства, понижающие трение в резьбе: антифрикционные металлы, тщательную обработку и смазку трущихся поверхностей, установку подшипников под гайку или упорный торец винта, применение шариковых винтовых пар и т.п.

Дата добавления: 2014-01-20