§ 7.9. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕЖДУ ВИНТОМ И ГАЙКОЙ. РАСЧЕТ ВИНТОВ ПРИ ПОСТОЯННОЙ НАГРУЗКЕ
Приближенное геометрическое подобие резьб позволяет для ориентировочных расчетов пользозаться простейшими соотношениями, выведенными для средних значений параметров.
В качестве средних значений для нормальной метрической резьбы можно принять: ψ»2°30'; d2x0,9d\ dcp«l,4d.
Тогда при /ι =0,15, характерном для резьбы без покрытий,
Расчетная длина ручного гаечиого ключа может быть принята равной в среднем 14 d.
Приравняв момент на ключе от силы Fp руки к моменту на винте, получаем соотношение между осевой силой на винте F и силой на рукоятке ключа Fp:
При коэффициенте трения /,=0,1, характерном, в частности, для кадмирован ных смазаных винтов при сборке,
Таким образом, в крепежных резьбах можно получить выигрыш в силе в 70... 100 раз.
КПД резьбы определяется как отношение полезной работы на винте к затрачиваемой работе на ключе при повороте на произвольный угол. Для простоты и общности вывода удобно рассматривать поворот иа малый угол dy, при котором силы даже в условиях затяжки крепежных резьб можно считать постоянными.
КПД собственно резьбы без учета трения на торце
где dh — осевое перемещение, соответствующее повороту на угол dy.
Подставив в последнюю формулу ранее выведенное выражение для момента в резьбе Τр и значение
При ψ = 2°30' и / = 0,1 η «0,3.
кПД винта с учетом трения на торце
Момент, необходимый для отвинчивания гайки или винта с головкой, получают аналогично моменту завинчивания, только знак угла подъема меняют на.обратный:
При отсутствии трения на торце гайки второй член должен быть отброшен. ; Условия самоторможения Τ ОТ В >0; отсюда для резьбы без трения на торце гайки tg (φι — Ψ)>0 и, следовательно, ψ<φι.
Для нормальных метрических резьб с углом подъема около 2°30' самоторможение даже при отсутствии трения на торце гайки наступает при φι>2°30', т. е. при /[>0,045.
При наличии трения на торце гайки и dcP=l,4d самоторможение наступает при
/ι >0,02.
Таким образом, при статическом действии нагрузки имеются большие запасы надежности затяжки. Однако в условиях вибрационных нагрузок возможно ослабление затяжки резьбы, во избежание которого применяют специальные стопорные устройства (см. § 7.6).
§ 7.9. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕЖДУ ВИНТОМ И ГАЙКОЙ. РАСЧЕТ ВИНТОВ ПРИ ПОСТОЯННОЙ НАГРУЗКЕ
Распределение осевой силы между витками резьбы было бы равномерным, если бы резьба была изготовлена абсолютно точно и податливость резьбы была бы значительно выше податливости винта и гайки.