Сравнение крепежных и силовых резьб

Рис.10

На рис.10 показаны в сравнении профили силовой (б) и крепежной (а) резьб. При равной в обоих случаях осевой нагрузке р крепежная резьба имеет большую силу трения в витках. Сила трения в силовой резьбе:

F_б=Pf

Сила трения в крепежной резьбе:

F_a = Nf = = Pf¢; f¢ = .

f¢ > f; F_б > F_a.

2. По шагу резьбыразделяются на основные и мелкие. Мелкие резьбы для тех же диаметров имеют меньший шаг того же профиля, что и в основной резьбе. Применение мелких резьб меньше ослабляет сечение деталей и благодаря меньшему углу спирали нарезки лучше предохраняет соединение против самоотвинчивания.

Для диаметров свыше 20 мм уже обычно применяются мелкие резьбы.

Пример обозначения резьбы:

М 16 х 2 - основная; М 16 х 1,5 - мелкая.

Здесь: М - метрическая; 16 - номинальный (наружной) ди­аметр резьбы в мм; 2 и 1,5 - шаг резьбы в мм.

По числу заходов нарезки

Рис. 11

Однозаходные (рис. 1l a) применяются для крепежных деталей.

Многозаходные (рис. 11 б) - обычно для силовых соединений. Угол наклона спирали нарезки b определяется из формул:

для однозаходных резьб - tgb = ,

для многозаходных резьб - tgb = ,

где Z - число заходов, t - шаг, d_c - средний диаметр.

]

Цилиндрические и конусные резьбы

Рис. 12

Конусные резьбы (рис. 12) применяется там, где необходимо герметически плотное соединение (пробки, трубы, наконечники арматуры). Применяются конусное резьбы как метрической, так и дюймовой системы измерения.

Для возможности свертывания конических резьб с цилиндрическими, биссектриса угла профиля конусной резьбы по ГОСТ перпендикулярна оси.

Метрические и дюймовые резьбы

Для нового проектирования резьбы дюймовой системы измерения запрещены; они применяются только для ремонтных целей.

В дюймовых резьбах шаг определяется числом ниток резьбы на дюйм.

Элементы крепежных соединений

Рис. 13

Болт (рис. 13 a) требует для размещения гайки много места что увеличивает габариты и вес конструкции. Зато, при обрыве он легко заменяется.

Винт (рис.13 6) может иметь головку разной формы, в частности и шестигранную. Винт ввертывается в корпус и поэтому требует мало места для размещения, что сокращает размеры и вес конструкции. Однако, при сборке, резьба в корпусе (в особенности чугунном или алюминиевом) может быть повреждена. При обрыве трудно извлечь оставшуюся в резьбе часть винта.

Шпилька также ввертывается в корпус, для чего имеет с этой стороны тугую нарезку. При разборке свинчивается только гайка и тугая резьба в корпусе не повреждается. Шпильки рекомендуется применять при чугунных или алюминиевых корпусах.

Силовые зависимости в резьбовом соединении

Рис. 14

а) зависимость между осевой силой и крутящим моментом на оси винта иди гайки при завинчивании

D_c - средний диаметр трения по торцу головки или гайки;

d_c - средний диаметр резьбы;

M_k - крутящий момент на оси ;

P - осевое усилие;

Т - окружное усилие по среднему диаметру резьбы;

N - нормальное усилие взаимодействия между винтом и гайкой, вектор которого смещен на угол трения r;

f - коэффициент трения в торце;

f₁ - коэффициент трения в резьбе.

tg r = f₁

При завинчивании возникают моменты трения в резьбе и на торце:

M_k = M_рез + M_гор

M_рез = T = P tg(b+r)

M_гор = Pf

M_k = P tg(b+r) + Pf

M_k = P [tg(b+r) + f ]

б) определение КПД резьбы

КПД резьбы определяется отношением идеального момента (без учета сил трения) к реальному моменту (с учетом трения).

КПД - h =

h = ; h = .

В частном случае, когда трение в опорах по торцам очень мало (например, если опорой являются подшипники качения):

h = .