Проектировочный расчет гайки
Гайки выполняются в виде цилиндрических втулок, которые запрессовываются или ввинчиваются в подвижный или неподвижный корпус. В данном случае конструкцию гайки выбираем таким образом, чтобы распределение нагрузки по виткам резьбы было наиболее равномерным.

Рисунок 3.1 – Конструктивная схема установки гаек в корпус
При расчёте резьбы гаек принимается допущение, что осевое усилие распределяется по виткам равномерно, а угол подъёма витков настолько мал, что их можно рассматривать в виде плоских круговых колец. В гайке рассчитывают витки резьбы (на изгиб, срез и удельное давление), основные её размеры, а также отдельные элементы (упорный буртик, фиксирующие детали и др.).
Определяем число витков гайки из уравнения износостойкости витка по условию невыдавливания смазки:
.
| (3.1) |
Принимаем количество витков
, поскольку при меньшем количестве витков ухудшается центровка винта.
Предварительная высота гайки:
.
| (3.2) |
Уточняем высоту гайки:
.
| (3.3) |
Тело гайки подвергается кручению и сжатию. Наружный диаметр тела гайки определяется из условия прочности:
,
| (3.4) |
где
– коэффициент, учитывающий скручивание тела гайки;
– допускаемое напряжение сжатия или растяжения для бронзы.
Отсюда:
.
| (3.5) |
Поскольку толщина стенки гайки по расчету оказалась малой, то наружный диаметр гайки назначаем конструктивно:
.
| (3.6) |
Окончательно принимаем:
.
Проверочный расчет гайки
Витки резьбы испытывают деформацию изгиба и среза по цилиндрическому сечению
(рис.3.2) и деформацию смятия по поверхности
.
Рисунок 3.2 – Виток резьбы с размерами
Расчет производим по изгибным напряжениям, поскольку их величина больше, чем напряжения смятия или среза.
Погонно-распределенный момент у основания витка
(рис. 3.3), момент сопротивления витка шириной в 1 см
.
Прочность витка на изгиб определяется из неравенства:
,
| (3.7) |
где
– высота витка в среднем сечении;
– ширина в основании.
Рисунок 3.3 – Схема витка резьбы при расчете на изгиб
Допускаемые напряжения для бронзы примем равными:
.
| (3.8) |
Проверка на изгиб выполняется:
.
| (3.9) |
Расчет заплечика гайки
Размер заплечика определяем из условия смятия материала гайки под действием силы
:
,
| (3.10) |
Допускаемые напряжения для бронзы примем равными:
.
| (3.11) |
Отсюда:
.
| (3.12) |
Из конструктивных соображений принимаем
.
Высоту заплечика определяем из условия изгиба под действием нагрузки
, без учета запрессовки и трения на поверхности гайки:
,
| (3.13) |
Отсюда:
.
| (3.14) |
Из конструктивных соображений принимаем
.
.
.
.
,
.
.
,
.
.
,
.
.
,
.