Соотношения сил в винтовой паре. Условие самоторможения резьбы. КПД резьб

В винтовой паре: а–при завинч; б-развинчив

Момент сил трения в резьбе определим, рассматривая гайку как ползун, поднимающийся по виткам резьбы, как по наклонной плоскости Ползун находится в равновесии, если равнодействующая системы внешних сил отклонена от нормали n-n на угол трения . В нашем случае внешн-ми явл-ся осев сила и окружн сила .

При отвинчивании гайки окружная сила и силы трения меняют направление

Самоторможение – это отсутствие самопр-го дв-я гайки под действием осевой нагрузки.

Запишем условие самоторможения резьбы без учета трения на торце гайки: .

При =0,1…0,3 , следовательно, все крепежные резьбы - самотормозящие. Данные значения справедливы только при статических нагрузках. При переменных нагрузках и вибрациях (вследствие взаимных микросмещений поверхностей трения) коэффициент трения значительно снижается (до 0,02 и ниже). При невып-ии условия самоторможения происходит самоотвинчивание.

Для предотвращения самоотвинчивания увеличивают трение между гайкой и деталью

Методы повышения КПД винтовой пары: КПД возрастает с увеличением угла подъема резьбы , для этого применяют многозаходную резьбу;

- КПД возрастает с уменьшением приведенного угла трения , для этого применяют резьбы с малым углом наклона рабочей грани профиля и снижают коэф-т трения f

Распределение нагрузки по виткам резьбы.

Учет распределения нагрузки по виткам имеет значение при определении высоты гайки.

Осевая нагрузка винта передается через резьбу гайке Каждый виток резьбы нагружается силами , где z - число витков резьбы гайки. .

В общем случае не равны между собой, т.е. нагрузка между витками распределяется неравномерно, что особенно опасно при переменных нагрузках:

; ; …; .

Обычно на практике гайки имеют 5-6 витков (верхниевитки мало нагружены). Поэтому разрушение винта чаще всего происходит по первому витку. При расчете винтовой пары принимают, что нагрузка распределена равномерно по всем виткам. Погрешности вычислений компенсируют выбором допускаемых напряжений, т.е. вводят коэффициент запаса.

Лекция № 9. Механические характеристики конструкционных материалов

Механические характеристики определяются следующими факторами:

веществом, его структурой и свойствами;
конструктивными особенностями элемента, т. е, размерами, формой, наличием концетраторов, состоянием поверхности;
условиями при нагружении: температурой, скоростью, повторяемостью нагрузки и др.

Конструкционные материалы в процессе деформирования вплоть до разрушения ведут себя по разному. Пластичное поведение характеризуется существенным изменением формы и размеров, при этом к моменту разрушения развиваются значительные деформации, не исчезающие после снятия нагрузки. Такие материалы называют пластичными. При хрупком поведении разрушение наступает при весьма малых деформациях, и материалы с такими свойствами называют хрупкими. Однако одни и те же конструкционные материалы, находящиеся в различных условиях деформирования, ведут себя по разному: при одних условиях проявляют себя как пластичные материалы, при других—как хрупкие. В связи с этим, основные макромеханические характеристики материалов — упругость, пластичность, вязкость и др. правильнее относить не к их свойствам, а к состояниям материала.