22. Выбор профиля резьбы.

Определяется многими факторами, важнейшие из которых прочность, технологичность и силы трения в резьбе. Так, например, крепежная резьба должна обладать высокой прочностью и относительно большими силами трения, предохраняющими крепежные детали от самоотвинчивания.

Резьбы винтовых механизмов должны быть с малыми силами трения, чтобы повысить КПД и уменьшить износ. Прочность во многих случаях не является для них основным критерием, определяющим размеры винтовой пары.

Выбор профиля резьбы определяется её назначением. Для грузовых и ходовых винтов применяют резьбы прямоугольные, трапецеидальные и упорные. Такие резьбы обеспечивают больший выигрыш в силе и более высокий КПД, чем резьба треугольного профиля. С указанных позиций более выгодна прямоугольная резьба, но она менее прочная, чем другие резьбы. Для крепёжных резьбовых изделий основное применение имеет резьба треугольного профиля, обладающая наибольшей прочностью и надёжностью против самоотвинчивания.

23. Основные типы крепёжных деталей.

Для соединения деталей применяют болты (винты с гайками), винты, шпильки с гайками.

Болт – цилиндрический стержень с резьбой, имеющий головку. За головку болт вращают или, наоборот, удерживают от вращения при соединении деталей. Нарезной частью стержня болт ввинчивается в гайку.

Винт — отличается от болта только тем, что ввинчивается не в гайку, а в резьбовое отверстие одной из соединяемых деталей.

Головка болта имеет форму шестигранной призмы. Стержень болта входит в отверстие соединяемых деталей с зазором. На стержень болта навинчивается гайка. Между гайкой и соединяемыми деталями во избежание повреждения вращающейся детали, гайкой ставят кольцевую пластинку — шайбу.

Шпилька – цилиндрический стержень, имеющий винтовую нарезку с обоих концов. При соединении шпилькой ее ввертывают в одну из скрепляемых деталей, а на другой конец шпильки навинчивают гайку.

Гайка — деталь резьбового соединения или винтовой передачи, имеющая отверстие с резьбой.

24.Теория винтовой пары. Условие самоторможения.

Зависимость между моментом, приложенным к гайке, и осевой силой винта. Если винт нагружен осевой силой F (рис. 1.13), то для завинчивания гайки к ключу необходимо приложить момент Т_зав, а к стержню винта — реактивный момент Т_р, который удерживает стержень от вращения. При этом можно записать: Т_зав = Т_τ +Т_р

где Т_τ — момент сил трения на опорном торце гайки; Тр — момент сил трения в резьбе. Равенство (1.3), так же как и последующие зависимости, справедливо для любых винтовых пар болтов, винтов, шпилек и винтовых механизмов. 

Не допуская существенной погрешности, принимают приведенный радиус сил трения на опорном торце гайки равным среднему радиусу этого торца или D_cp/2. При этомT_τ = Ff(D_cp/2)

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

Момент сил трения в резьбе определим, рассматривая гайку как ползун, поднимающийся по виткам резьбы, как по наклонной плоскости (рис. 1.14, а). По известной теореме механики, учитывающей силы трения, ползун находится в равновесии, если равнодействующая F_n системы внешних сил отклонена от нормали n—n на угол трения ϕ. В нашем случае внешними являются осевая сила F и окружная сила F_t = 2T_p/d₂. Здесь T_р—не реактивный, а активный момент со стороны ключа, равный (Т_зав- Τ_τ).

Далее (рис. 1.14) F_t = Ftg(ψ+ϕ) или T_р = 0,5Fd₂tg (ψ + φ),где ψ—угол подъема резьбы; ϕ = arctg(f_np) — угол трения в резьбе;f_пр — приведенный коэффициент трения в резьбе, учитывающий влияние угла профиля.

Искомая зависимость:

T_зав= 0,5Fd₂ [(D_cp/d₂)f + tg(ψ + φ)]

При отвинчивании гайки окружная сила F_t и силы трения меняют направление (рис. 1.14,6).