Конспект лекций для студентов специальностей 1-38 01 01 «Механические и электромеханические приборы и аппараты»

 
4.6.1.2 Определение силы зажима, развиваемой с помощью винтовых 
механизмов
 
1) Зажим осуществляется гайкой. 
В этом случае при завинчивании гайки момент силы, приложенной к 
гаечному ключу (или к рукоятке головки), расходуется на преодоление момента 
М
тр1
силы трения в резьбовом соединении гайки с винтом и момента М
тр2
силы 
трения на опорной поверхности гайки. 
Момент завинчивания гайки определяется по формуле: 
М=Q l; 
где Q – сила, приложенная к гаечному ключу; 
l – расчетная длина ключа (рукоятки). 
Момент силы трения в резьбовом соединении определится из выражения: 
; 
где W – сила зажима. 
d
ср
=d
2
– средний диаметр резьбы. 
ω - угол подъема винтовой линии резьбы (ω для М8…М42 меняется
от 3
0
10` до 3
0
57`). 
– приведенный угол трения в резьбе (f – коэффициент 
трения, α – угол профиля резьбы). 
Момент силы трения на опорной поверхности гайка: 
; 
где f
1
– коэффициент трения на опорной поверхности гайки (можно 
принять f
1
=f); 
D – наибольший диаметр опорной поверхности гайки; 

---

131 
D
0
– диаметр отверстия для болта в шайбе. 
Из условия равновесия затянутой системы деталей можно записать, что: 
М=М
тр1
+М
тр2
; 
или, подставляя значения
отсюда 
2).Зажим осуществляется торцовой частью винта. 
В этом случае величина силы зажима зависит от формы торца винта и от 
формы поверхности, на которую опирается винт (рис. 4.72). 
Рис. 4.72 - Зажим винтом с различной формой торца. 
Для винтов со сферической пятой (рис. 4.72,а): 
М
тр2
=0; и сила зажима определяется по формуле: 
Для винтов с кольцевой пятой (рис. 4.72,б) сила зажима определяется 
также как для зажима гайкой. 
Для винтов с плоской пятой (рис. 4.72,в) момент трения М
тр2 
рассчитывается по формуле: 
; 

---

132 
а сила зажима будет равна: 
Для винтов с неподвижным наконечником и сферической пятой
(рис. 4.72,г) момент трения равен: 
. 
Тогда сила зажима будет
При проектировании зажимных винтов с плоской или кольцевой пятой 
целесообразно проверить их торцы по напряжениям смятия, пользуясь 
формулой: 
; 
а) 
; б) 
. 
Торцы винтов со сферической пятой необходимо проверить по 
контактным напряжениям, пользуясь формулой: 
; 
где q – нагрузка, равная отношению силы W к длине линии контакта (для 
винтов типа г)
; типа а)
); 
- приведенный модуль упругости материалов контактируемых 
деталей; 
– 
приведенный радиус кривизны контактируемых 
поверхностей деталей в месте их контакта. 

---

133 
- допускаемой контактное напряжение. Оно выбирается в 
зависимости от предела текучести σ
т
материала менее прочной из 
контактирующих деталей. 
С учетом сказанного имеем: 
для винтов типа а):
; 
для винтов типа г): 
. 
При грубо приближенных расчетах для определения силы зажима при 
нормальной длине ключей (l=14d, где l – длина ключа, d – номинальный 
диаметр резьбы) можно пользоваться формулами: 
- при зажиме винтами со сферической пятой W 140Q; 
- при зажиме гайками W=65Q. 
Большинство 
деталей 
винтовых 
механизмов 
приспособлений 
стандартизованы. 
Материал нажимных винтов – сталь 45. Твердость HRC 33…38, 
метрическая или трапецеидальная резьба. 
Материал гаек – сталь 45 (HRC 30…35) или сталь 40Х (HRC 33…38).