Лекция 15. Теория винтовой пары
Обзор: Определение моментов сил трения. Самоторможение и ККД винтовой пары. Распределение осевой нагрузки винта по виткам резьбы.
Бесплатно
Просмотр: эта статья прочитана 6931 раз

pdf

Краткий обзор
Полностью материал скачивается выше, предварительно выбрав язык

Теория винтовой парыОпределение 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

Получить RSS Еще публикации по теме

Больше статей...

 На главную страницу

Оцените сайт

Примеры расчетов
Пример расчета прямозубой цилиндрической передачи
Пример расчета прямозубой цилиндрической передачи. Выполнен выбор материала, расчет допускаемых напряжений, расчет на контактную и изгибную прочность.

Пример решения задачи на изгиб балки
В примере построены эпюры поперечных сил и изгибающих моментов, найдено опасное сечение и подобран двутавр. В задаче проанализировано построение эпюр с помощью дифференциальных зависимостей, провелен сравнительный анализ различных поперечных сечений балки.

Пример решения задачи на кручение вала
Задача состоит в проверке прочности стального вала при заданном диаметре, материале и допускаемых напряжениях. В ходе решения строятся эпюры крутящих моментов, касательных напряжений и углов закручивания. Собственный вес вала не учитывается

Пример решения задачи на растяжение-сжатие стержня
Задача состоит в проверке прочности стального стержня при заданных допускаемых напряжениях. В ходе решения строятся эпюры продольных сил, нормальных напряжений и перемещений. Собственный вес стержня не учитывается

Применение теоремы о сохранении кинетической энергии
Пример решения задачи на применение теоремы о сохранение кинетической энергии механической системы

Определение реакций опор твердого тела
Исходные данные и примеры решения задачи Определение реакций опор твердого тела (задача С-2 из cборника заданий для курсовых работ по теоретической механике А.А. Яблонского)

Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям движения
Пример решение задачи на определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям движения

Определение скоростей и ускорений точек твердого тела при плоскопараллельном движении
Пример решения задачи на определение скоростей и ускорений точек твердого тела при плоскопараллельном движении

Определение усилий в стержнях плоской фермы
Пример решения задачи на определение усилий в стержнях плоской фермы методом Риттера и методом вырезания узлов

Применение теоремы об изменении кинетического момента
Пример решения задачи на применение теоремы об изменении кинетического момента для определения угловой скорости тела, совершающего вращение вокруг неподвижной оси.


Учебники
А.А. Яблонский, В.М. Никифорова Курс теоретической механики, т.1 и 2
Курс теоретической механики для студентов высших учебных заведений в двух томах.

С.М. Тарг. Краткий курс теоретической механики
С.М. Тарг. Краткий курс теоретической механики. 10-е издание,1986 г.

Беляев Н.М. Сопротивление материалов
Учебник по сопротивлению материалов для студентов политехнических, транспортных, строительных, гидротехнических, энергетических и машиностроительных вузов

М.Н.Иванов, В.А. Финогенов - Детали машин
Учебник по дисциплине 'Детали машин и основы конструирования' в электронном формате. 12-е издание, исправленное, год издания 2008.

Н.Ф.Киркач, Р.А.Баласанян - Расчет и проектирование деталей машин Учебник по дисциплине Детали машин и основы конструирования в формате djvu

В.И.Анурьев. Справочник инженера конструктора Три тома cправочника инженера-конструктора. Приведены современные справочные сведения по расчету и конструкциям осей, валов,подшипников, муфт, механический передач, разъемных соединений. Материалы, допуски и посадки и др.

ГОСТ 19523-81 Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые серии 4А Выписка из ГОСТ 19523-81 Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые серии 4А мощностью 0,55 кВт до 15кВт, мощность, асинхронная частота вращения, геометрические размеры

ГОСТ 25347-82 «ЕСДП, поля допусков и рекомендуемые посадки» (СТ СЭВ 144-75) Настоящий стандарт распространяется на гладкие элементы деталей с номинальными размерами до 3150 мм и устанавливает поля допусков для гладких деталей в посадках и для несопрягаемых элементов.

ГОСТ 520-2002. Подшипники качения Стандарт устанавливает допуски на основные размеры и точность вращения подшипников и другие технические требования

Больше закачек...