Детали машин и основы конструирования

Материалы резьбовых соединений. Предохранение резьбовых соединений от самоотвинчивания.

Материалы для изготовления резьбовых деталей по ГОСТ 1759—70. (Марка стали: Ст3, 10, 20, 35, 45; 35Х, 30ХГСА, ВТ16). В отдельных случаях применяют сплавы цветных металлов (латунь, бронзу и др.). При выборе материала учитывают условия работы (температуру, коррозию и т. п.), значение и характер нагрузки (статическая или пе­ременная), способ изготовления и объем производства. Например, стандартные крепежные изделия общего назначения изготовляют из низко- и среднеуглеродистых сталей типа сталь 10...сталь 35. Эти дешевые стали позволяют изготовлять большие партии болтов, винтов и гаек методом холодной высадки или штамповки с последующей на­каткой резьбы. Легированные стали 35Х, ЗОХГСА применяют для высоконагруженных деталей при переменных и ударных нагрузках, при высоких температурах, в агрессивных средах и пр.

Для повышения прочности, коррозийной стойкости и жаропроч­ности применяют специальные виды термической и химико-термиче­ской обработки, а также нанесение гальванических и других покрытий.

Например, улучшение, цинковое или кадмиевое хромирование, хро­мовое или медное покрытие.

Самоотвинчивание разрушает соединения и может привести к аварии. Предохранение от самоотвинчивания весьма важно для повы­шения надежности резьбовых соединений и совершенно необходимо при вибрациях, переменных и ударных нагрузках. Вибраций понижа­ют трение и нарушают условие самоторможения в резьбе.

На практике применяют следующие три основных принципа стопорения: . 

1.повышают и стабилизируют трение в резьбе путем постановки контргайки пружинной шайбы, приме­нения резьбовых пар с натягом в резьбе и т. п. Контргайка создает дополнительное натяжение и трение в резьбе. Пружинная шайба поддерживает натяг и трение в резьбе на большом участке самоотвинчивания (до 1. . .2 оборотов гайки). Кроме того, упругость шайбы значительно уменьшает влияние вибраций на тре­ние в резьбе;

2. гайку жестко соединяют со стержнем бинта. Например, с
помощью шплинта или прошивают группу винтов прово­локой. Способы стопорения этой группы позволяют производить только ступенчатую регулировку затяжки  соединения;

3. гайку жестко соединяют с деталью. Например, с помощью
специальной шайбы или планки.

16. Момент завинчивания. КПД и условия самоторможения.

Если винт нагружен осевой силой F, то для завинчивания гайки к ключу необходимо приложить момент ТЗАВ, а к стержню винта реактивный момент ТР, который удерживает стержень от вращения.

Момент завинчивания определяется по формуле:

, где ТТ – момент сил трения на опорном торце гайки; ТР – момент сил в резьбе.

К. п. д. винтовой пары η представляет интерес главным образом для винтовых механизмов. Его можно вычислить по отношению рабо­ты, затраченной на завинчивание гайки без учета трения, к той же работе с учетом трения. Работа завинчивания равна произведению момента завинчивания на угол поворота гайки. Так как углы поворота равны и в том и в другом случае, то отношение работ равно отношению моментов

, в котором ТЗАВ определяется по формуле

, а Т’ЗАВ – по той же формуле, но при

 f = 0 и φ = 0.

Учитывая потери только в резьбе (Тт = 0), найдем к. п. д. собст­венно винтовой пары

Так как большинство винтовых механизмов самотормозящие, то их к. п. д. меньше 0,5.

Для повышения к. п. д. винтовых механизмов используют также различные средства, понижающие трение в резьбе: антифрикционные металлы, тщательную обработку и смазку трущихся поверхностей, установку подшипников под гайку или упорный торец винта, приме­нение шариковых винтовых пар и пр.

Условие самоторможе­ния можно записать в виде ТОТВ > 0, где ТОТВ определяется по формуле:.

Рассматривая самоторможение только в резьбе без учета трения на торце гайки, получим tg(φ -ψ)>0 или φ > ψ.

Все крепежные резьбы — самотормозящие. Ходовые резьбы выполняют как самотормозящими, так и несамотормозящими.

Детали машин и основы конструирования