Определение моментов сил трения

 Если винт нагрузить осевой силой, то для завинчивания гайки к ключу нужно приложить момент завинчивания, а к стрежню винта – реактивный момент сил трения в резьбе.

 Момент сил трения в резьбе определяется, рассматривая гайку как ползун, поднимающийся по наклоненной плоскости. Ползун находится в равновесии, если равнодействующая  системы внешних сил отклонена от нормали на угол трения. Внешние силы: осевая и окружная сила.

 Стрежень  винта  не  только  растягивается осевой силой, но и закручивается реактивным моментом сил трения в резьбе.

При отвинчивании гайки  окружная сила и сила трения меняют направление.

Самоторможение и ККД винтовой пары

 Условие самоторможения: момент отвинчивания больше нуля.

 Все крепежные резьбы — самотормозящие.

 Ходовые резьбы выполняют как самотормозящими, так и несамотормозящими.

 При переменных нагрузках и особенно при вибрациях вследствие взаимных микросдвигов поверхностей трения (например, в результате радиальных упругих деформаций гайки и стрежня винта) коэффициент трения существенным образом снижается (до 0,02 и ниже). Условие самоторможения нарушается. Происходит самоотвинчивание.

 ККД винтовой пары  представляет интерес главным образом для винтовых механизмов. Его можно вычислить по отношению работы, израсходованной на завинчивание гайки без учета трения, к той же работе с учетом трения. Работа завинчивания равна произведению момента завинчивания на угол поворота гайки.

 Вследствие того, что большинство винтовых механизмов самотормозящие, их ККД меньше 0,5.

 ККД возрастает с увеличением угла подъема винтовой линии и уменьшением угла трения. Для увеличения угла подъема резьбы  в винтовых механизмах применяют многозаходные винты. В практике редко применяют винты, в которых угол подъема больше 20...25°, потому что дальнейший прирост ККД незначительный, а изготовление резьбы затруднено. Кроме того, при большем значении угла подъема винтовой линии резьбы уменьшается выигрыш в силе или передаточное отношение винтовой пары.

 Для повышения ККД винтовых механизмов используют различные средства, снижающие трение в резьбе:

• антифрикционные металлы,
• тщательную обработку и смазывание трущихся поверхностей,
• установку подшипников под гайку или упорный торец винта,
• применение шариковых винтовых пар и др.

Распределение осевой нагрузки винта по виткам резьбы

Осевая нагрузка передается через резьбу гайке и уравновешивается реакцией ее опоры. Каждый виток нагружается соответствующей силой таким образом, что наиболее нагруженными становятся нижние витки гайки, а последние мало нагруженные. Поэтому нецелесообразно увеличивать число витков гайки. Также при постоянной высоте гайки нецелесообразно применять мелкие резьбы.

 Конструкции специальных гаек (висящие гайки: гайки с кольцевой выточкой, со срезанными вершинами нижних витков) позволяют выравнивать распределение нагрузки в резьбе. Целесообразно использование специальных гаек при переменных нагрузках, при этом динамическая прочность увеличивается до 20-30%.

Формат: pdf.

Язык: русский, украинский.

Размер: 500 КВ