Лекции для студентов

Детали машин (курс лекций, часть 3)

Момент трения на торце гайки Т_Т

 

Опорная поверхность гайки представляет собой кольцо с наружным диаметром D, равным размеру ключа под гайку и внутренним диаметром d₀, равным диаметру отверстия под болт. Допуская (с небольшой погрешностью) распределение давления по средней окружности опорной поверхности гайки, получим формулу для Т_т:

. (5)

Окончательно момент завинчивания гайки

, (6)

где  — средний диаметр кольцевой поверхности гайки. (7)

Схему для определения момента завинчивания T_зав см. в прил.4.

Анализ полученного выражения показывает, что величина момента Т_зав зависит от осевой силы затяжки и коэффициентов трения в резьбе и на опорной поверхности гайки. Коэффициенты трения зависят от ряда факторов (сочетания материалов, точности обработки, шероховатости поверхностей, наличия смазки и прочее). Наиболее точно коэффициенты трения можно определить по вышеприведенным формулам на экспериментальной установке.

Так, приведенные угол трения φ' и коэффициент трения в резьбе определяются из формулы (4):

, (8)

. (9)

Фактический коэффициент трения по материалам винта и гайки определяется по углу профиля резьбы α = 60°,т. е. , где cos 30°= 0,866.

Определяя по формуле (1) Т_т, с учетом формул (4) и (6), найдем и коэффициент трения на опорной поверхности гайки f_т:

. (10)

Примечание. На рис. 2.2 показана схема для определения момента трения на торце гайки, где сила трения обозначена R_f.

Величина момента завинчивания Т_зав измеряется на экспериментальной установке. При этом измеряется и сила затяжки болта. Допустимая величина силы затяжки [F₃] определяется по допускаемым напряжениям. Допускаемые напряжения рассчитываются по пределу текучести через допускаемый коэффициент запаса прочности [S]. Требуемый коэффициент запаса прочности для болтов малых диаметров (≈ до 18 мм) принимают большим, а для болтов больших диаметров несколько меньшим, учитывая влияние на прочность абсолютных размеров (см. табл. 2.3).

Рис.2.2. Схема для определения

момента трения на торце гайки