17. Зависимость между осевой силой винта f и окружной силой в резьбе Ft

Рассмотрим гайку как ползун, поднимающийся по виткам резьбы, как по наклонной плоскости. По теореме механики ползун находится в равновесии, если равнодействующая сила Fn системы внешних сил отклонена от нормали n-n на угол трения φ. В нашем случае внешними являются осевая сила F и окружная сила Ft=2T_p/d₂ .

T_p– не реактивный, а активный момент со стороны ключа, равный Т_зав-Т_Т .

а) завинчивание: F_t = Ftg (ψ+φ)

б) отвинчивание: F_t = Ftg (ψ-φ).

18.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 Гзав, а к стержню винта — реактивный момент Гр, который удерживает стержень от вращения. При этом можно записать Т_зав=Т_Т + Тр (1.3) где Т_Т — 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 приведен¬ный радиус сил трения на опорном торце гайки равным среднему радиусу этого торца или Dcp/2. При этом T _T = Ff(Dcp/2),    (1.4)  где |Dcp = (D1+doтв)/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 Fn системы внешних сил отклонена от нормали n—n на угол трения φ. В нашем случае внешними являются осевая сила F и окружная сила Ft = 2Tp/d2. Здесь Tр—не реактивный, а активный момент со стороны ключа, равный Гзав— Ττ[см. формулу (1.3)]. Далее (рис. 1.14), F, = Ftg(ψ + (p) или Tр = 0,5Fd2 tg (ψ + φ), где ψ—угол подъема резьбы [по формуле (1.1)];

φ = arctg(fnp) (1.5) — угол трения в резьбе;

fпр — приведенный коэффициент трения в резьбе, учитывающий влияние угла профиля [формула (1.2)]. Подставляя значения моментов в формулу (1.3), найдем искомую зависимость: Tзав = 0,5Fd2 [(Dcpld2)f+tg(ψ + φ) (1.6) При отвинчивании гайки окружная сила Ft и силы трения меняют направление (рис. 1.14,6). При этом получимFt = F tg(ψ - φ).  (1.7)   Момент отвинчивания с учетом трения на торце гайки, по аналогии с формулой Tотв = 0,5 Fd2 [(Dcp/ d2)f+ tg (φ - ψ)].    (1.8) Полученные зависимости позволяют отметить: 1.    По формуле (1.6) можно подсчитать отношение осевой силы винта F к силе FK, приложенной на ручке ключа, т. е. F/FK, которое дает выигрыш в силе. Для стандартных метрических резьб при стандартной длине ключа l=15d и f=0,15 F/FK = 70...80 (см. табл. 1.6). 2.    Стержень винта не только растягивается силой F, но и закручивается моментом Тр.

19. В чем сущность расчета дм на прочность, жесткость, устойчивость, износостойкость, теплостойкость.

Прочность- способность деталей сопротивления действию нагрузок(сил или моментов сил) без разрушения или пластических деформаций. Прочность с помощью допускаемых напряжений или запасов прочности. Условия прочности по допускаемому напряжению: σ<= [σ] нормальное напряжение, т <= [т ] касательное.

Расчеты по этому методу являются приближенными, т.к. не учитывается режим нагружения, форма и состояние сопряженных поверхностей, однородность мехонических свойств мат-а, температура окруж-й среды. Поэтому вводят расчет по запасам прочности:

s= σ_пред/ σ_max, σ_max– мак-е напряжение в опасном сечении, σ_пред- пред-е напря-е, s- запас прочности.

Износостойкость-способность противостоять изнашиванию в результате трения. Износостойкость зависит многих факторов: физико-механических свойств мат-а, давления, скорости скольжения тел, вида смазочного мат-а, шероховатьсти, условий эксплуатации машин. Увеличения зазоров соединений при изнашивании приводит к потере точности работы механизма, возрастанию динамических нагрузок и даже положение детали. Изна-е может интенсифицироваться при коррозии трущихся поверхностей в результате старения неметаллических мат-в или пов-е темп-ы, в агрессивных средах изнашивание происходит очень интенсивно. Органосиликатная краска- практическая, быстро сохнет, прочная. Для снижения интенсивности изнашивания обеспечивают условие жидкостного трения в КП, очистку масел, уменьшении шероховатости трущихся поверхностей, применение антифрикционных мате-в и спец. Виды химико-термической обработки.

Жесткость-способность деталей под нагрузкой сохранять размеры и форму благодаря силам упругости. Расчет на жесткость является одним из основных расчетов, в нем предусматривается ограничение упругих перемещений деталей или отдельных элементов в допустимых пределах. Нормы жесткости устанавливаются на основе опыта эксплуатации деталей или отдельных элементов в допустимых пределах.

Теплостойкость-способность изделий сохранять работоспособность при изменении температуры. При нагревании может произойти понижение прочности материала и наблюдаться ползучесть, снижение защищающей способности масляной пленки, при переохлаждении- разрыв пленки вследствие загустения смазочного материала, изменение зазоров между контактирующими поверхностями и заклинивание сопряженных деталей.

Устойчивость(долговечность)- свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.