5 . Типы резьб. Геометрические параметры резьбы. Выбор профиля резьбы.

Геометрические параметры резьбы:

1) наружный диаметр d;

2) внутренний диаметр d₁;

3) средний диаметр d₂ – образующая воображаемого диаметра, пересекает резьбу в таком месте, где ширина выступа равна ширине впадины;

4) рабочая высота профиля h – по ней соприкасаются боковые стороны резьб винта и гайки;

5) шаг резьбы Р – расстояние между одноименными сторонами соседних профилей, измеренное в направлении оси резьбы;

6) ход резьбы Р₁ (для многозаходной). Р₁=Р n, где n – число заходов. Поступательное перемещение образующего профиля по винтовой линии за 1 оборот.

7) угол профиля α;

8) угол подъема ψ – угол подъема развертки винтовой линии по среднему диаметру.

Типы резьб:

1) Крепежные резьбы (метрическая, дюймовая) предназначены для скрепления деталей;

2) крепежно-уплотнительные (трубные, конические) применяют в соединениях, требующих не только прочности, но и герметичности;

3 ) ходовые резьбы (трапецеидальная, упорная, прямоугольная) служат для передачи движения и применяются в передачах винт – гайка, которые будут рассматриваться позже;

4) Специальные резьбы (круглая, окулярная, часовая и др.) имеют специальное назначение

Выбор профиля определяется многими факторами: прочность, технологичность, сила трения в резьбе. Например, для крепежной резьбы определяющие факторы – прочность, относительно большие силы трения. Для резьбы винтовых м/мов малые силы трения, чтобы повысить КПД и понизить износ.

F – осевая сила, действующая по стержню болта. Осевая сила уравновешивается реакцией гайки, распределенной по виткам резьбы, условно замененная сосредоточенной силой F_n, нормальной к линии профиля.

- приведенный f для резьбы.

Вершины витков и впадин притуплены по дуге окружностей или прямой для уменьшения концентраций напряжений, предохранений от повреждений при эксплуатации, повышении стойкости инструмента при нарезании.

При уменьшении шага соответственно уменьшается высота резьбы и угол подъема резьбы: увеличение d₁ повышает прочность, уменьшение ψ увеличивает самоторможение в резьбе. Поэтому деталь с мелкой резьбой применяют для динамически нагруженных соединений, полых, тонкостенных и мелких деталей.

В общем машиностроении основное применение имеют крупные резьбы как менее чувствительные к износу и ошибкам изготовления.

6 . Теория винтовой пары.

Теория винтовой пары – зависимость между моментом, приложенным к гайке, и осевой силой винта. Если винт нагружен осевой силой F, то для завинчивания гайки к ключу необходимо приложить момент . , где - момент сил трения в резьбе, - момент сил трения на опорной поверхности на опорном торце гайки.

Примем радиус сил трения на опорном торце гайки среднему радиусу. , где - наружный диаметр опорного торца гайки; - диаметр отверстия под винт.

, где f – коэффициент трения на торце гайки.

Р азвернем виток резьбы по среднему диаметру в наклонную плоскость, гайку заменим ползуном. Подъем ползуна соответствует навинчиванию гайки на винт. По известной теореме механики ползун находится в равновесии, если равнодействующая системы внешних сил отклонена от нормали n-n на угол трения φ. В нашем случае внешние силы: осевая F, окружная .