11.1 Передача гвинт – гайка

Основне призначення передачі гвинт–гайка – перетворення обертового руху у поступальний. Передача має велике передавальне відношення і може бути самогальмуючою, тому її використовують як силову у домкратах.

11.1.1 Кінематичний розрахунок

Кутова швидкість (рад/с) і частота обертання (с^–1) обертової ланки пов’язані зі швидкістю (м/с) рухомої поступальної ланки залежностями

; , (11.1)

де – крок різьби;

– число заходів різьби.

У випадку перетворення обертового руху у поступальний крутний момент на ведучій ланці

, (11.2)

де – осьова сила;

– середній діаметр різьби;

– кут підйому гвинтової лінії по середньому діаметру різьби;

– кут тертя у гвинтовій парі.

Значення ККД передачі гвинт–гайка визначаються за формулою

, (11.3)

де – коефіцієнт, який враховує витрати потужності на тертя в опорах і у передачі через неточності нарізки різьби ( ).

11.1.1.1 Розрахунок на міцність

Основною причиною виходу з ладу гвинтів і гайок передачі передачі гвинт–гайка є зношування різьби. Умова зносостійкості полягає у тому, що тиск у різьбі не повинен перевищувати допустимий, який визначається за формулою

, (11.4)

де – величина тиску між різьбою гвинта і гайки;

– середній діаметр різьби;

– робоча висота профілю різьби;

– число витків гайки;

– допустимий тиск (див. табл. 11.2).

Робочу висоту профілю різьби знаходять за формулою

, (11.5)

де – коефіцієнт робочої висоти профілю різьби, приймається: для трапецеїдальної різьби ; для упорної різьби ; для трикутної різьби ;

– крок різьби.

Число витків різьби гайки дорівнює:

, (11.6)

де – висота гайки;

– коефіцієнт висоти гайки: для суцільних гайок ; для роз’ємних і здвоєних гайок .

Таблиця 11.2 – Допустимий тиск у різьбі для пари гвинт–гайка [2]

Матеріал гвинтової пари	[p], Н/мм2
Загартована сталь – бронза	12-13
Незагартована сталь – бронза	8-10
Загартована сталь – антифрикційний чавун АЧВ-1	7-9
Незагартована сталь – антифрикційний чавун	6-7
Незагартована сталь – чавун СЧ 18-36, СЧ 21-40	5

Формула проектного розрахунку для визначення середнього діаметра різьби

. (11.7)

Після визначення за цією формулою відповідно до стандартів приймають параметри різьби (таблиці 11.3 і 11.4).

Для дуже навантажених гвинтів рекомендується робити перевірочний розрахунок на спільну дію кручення і розтягу (або зминання) за умовою міцності

, (11.8)

де – осьова сила;

– внутрішній діаметр різьби;

– момент у різьбі

, (11.9)

де – середній діаметр різьби;

– кут підйому різьби

, (11.10)

де – крок різьби;

– приведений кут тертя

, (11.11)

де – коефіцієнт тертя, приймається ;

– кут профілю різьби, приймається для метричної різьби і для трапецеїдальної різьби.

Тіло гайки розраховують на розтяг (або стиск) з урахуванням напруження кручення

, (11.12)

де – діаметр гайки.