Конструкції деталей передач гвинт – гайка
Гвинти та різьби.Гвинт у передачі гвинт – гайка являє собою циліндричну деталь значної довжини у порівнянні з діаметром, на певній ділянці якої нарізана різьба. Основні типи різьб, що застосовуються в передачах:
Трикутну різьбу за ГОСТ 9150–81 (рис.1,а) використовують у кінематичних передачах приладів через низький ККД (на ККД впливає кут профілю різьби α, який у трикутній різьбі дорівнює 60°).
Для силових передач застосовують трапецеїдальні різьби за ГОСТ 9484–81 (рис. 1, б), упорні різьби за ГОСТ 10177–82 (рис. 1, в) і прямокутні різьби (рис. 1, г).
Більш розповсюджена трапецеїдальна різьба, оскільки вона технологічна і має достатньо високу міцність. Упорна різьба може бути використана тільки для передачі з однобічним осьовим навантаженням, наприклад у підйомних пристроях. Прямокутна різьба нестандартизована через нетехнологічність її виготовлення, однак, зважаючи на підвищений ККД (кут профілю α = 0°), таку різьбу інколи використовують у передачах гвинт – гайка.
Основні параметри різьб такі (рис. 1): зовнішній діаметр різьби d, внутрішній діаметр d1середній діаметр d2 крок різьби Р, робоча висота профілю різьби H1кут профілю α. Ці параметри різьб задаються у відповідних стандартах.
У розрахунках передач гвинт – гайка використовується і такий параметр, як кут ψ підйому витків різьби по її середньому діаметру, який визначається за формулою
,
де z – число заходів різьби.
Матеріал гвинтів повинен мати високу стійкість проти спрацювання. Гвинти, для яких не передбачене гартування, виготовляють із сталей 45, 50 або А45, А50 (із вмістом 0,15–0,50 % свинцю); гвинти, для яких передбачається гартування, можна виготовляти із сталей 65Г, 45Х та ін. Високу стійкість проти спрацювання забезпечує азотування, яке можна використовувати для сталей 18ХГТ, 40ХФА.
Гайкиу більшості випадків мають форму втулки або корпусу з відповідними опорними поверхнями для запобігання переміщенню або провертанню.
У передачах, в яких ставляться вимоги компенсації спрацювання і зменшення зазорів, застосовують гайки регульованої конструкції, наприклад розрізні (рис. 30.3, а) або складні підпружинені (рис. 30.3, б).
Щоб зменшити втрати на тертя при швидкостях ковзання vs > 6 м/с, гайки слід виготовляти з олов'яних бронз БрОІОФІ, БрОбЦбСЗ та ін., а при малих швидкостях та незначних навантаженнях–із антифрикційного чавуну марок АЧВ–1, АЧС–3 або сірого чавуну СЧ 15, СЧ20.
У відповідальних приводах високої точності для підвищення ККД застосовують передачі гвинт – гайка кочення (рис. 30.3, в), де контакт гвинта і гайки здійснюється через тіла кочення – кульки або ролики. В таких передачах при обертанні гвинта кульки перекочуються по гвинтових рівцях на гвинті та у гайці і циркулюють по спеціальному обвідному каналу у гайці (на рис. 30.3, в не показаному), повертаючись у робочу зону. Відомі також інші різновидності і конструкції гайок для передач гвинт – гайка.