Передача винт-гайка.

Обзор темы. При изучении темы студент должен сосредоточить внимание на следующих вопросах теоретического характера, которые освещены в базовом учебнике (1) и дополнительных источниках (2,3). При изучении темы студент должен усвоить, что передача винт-гайка преобразует вращательное движение в поступательное, знать основные преимущества и недостатки передачи и материалы, из которых изготавливаются винт и гайка. На базе полученных теоретических знаний проводить расчеты передачи винт-гайка.

Крепежные резьбовые детали. Для соединения деталей используют болты (винты с гайками), винты или шпильки (рис. 1, а-в).

Использование болтов для соединения деталей не требует нарезания в этих деталях резьбы. Это особенно важно, когда материал детали не может обеспечить достаточную прочность резьбы. Однако в соединении болтом должен быть предусмотрен пространство для головки винта и гайки, а также несколько неудобно выполнять сборочные операции, так как при завинчивании или отвинчивании гайки надо удерживать головку винта от прокрутки.

Рис. 1. Соединение с помощью болта, винта и шпильки

Болтовое соединение несколько увеличивает массу изделия и в некоторой степени искажает его внешний вид.

Винты и шпильки надо использовать в тех случаях, когда по Конструкцией соединения применения болтов невозможно или нерационально. Винты и шпильки требуют определенной глубины завинчивания в одну из деталей соединения. Если во время эксплуатации соединение возникает потребность в многократном соединении и разъединение деталей, то для предотвращения возможного разрушения резьбы детали предпочтение отдается соединению булавкой или болтовых соединениях.

В некоторых случаях (рис. 1, а) под гайку или головку винта ставят плоскую круглую шайбу. Установление такой шайбы уменьшает повреждения и смятия гайкой поверхности детали (если деталь изготовлена из мягкого материала — алюминия, пластмассы, дерева) при завинчивании гайки или винта. Плоские круглые шайбы используют также в случае увеличенного диаметра отверстия под болт или винт, или когда отверстие не имеет круглой формы. Геометрические формы и размеры винтов, гаек, шпилек очень разнообразны и достаточно полно описаны в соответствующих справочниках и

Стандартах резьбовых крепежных деталей. Некоторые виды широко применяемых винтов, отличающихся конструкцией головок, показаны на рис. 2, а различные формы гаек — на рис. 3.

Рис. 2. Конструкции винтов

Для изготовления крепежных резьбовых деталей используют стали: углеродистые обыкновенного качества, качественные конструкционные и легированные конструкционные. Механические свойства стальных крепежных деталей нормируются по стандарту, согласно которому болты, винты и шпильки разделяют на 11 классов, а гайки — на 7 классов прочности.

Класс прочности болтов, винтов и шпилек обозначается двумя числами, разделенными точкой. Первое число, умноженное на 100, указывает минимальное значение предела прочности σΒ, МПа, материала болта, а второе число, деленное на 10 и умноженное на σΒ — предел текучести материала болта. Например, для болта класса прочности 5.6 нет; σΒmin = 5 · 100 = 500 МПа; στ = 6 · 500/10 = 300 МПа.

Рис. 3. Конструкции гаек

Условное обозначение болта, например, с номинальным диаметром резьбы d = 12 мм, малым шагом

Р = 1,25 мм, длиной L = 60 мм и классом прочности 4.6 записывают: Болт М12 х 1,25 х 60.46 ГОСТ 7805-70. Низким классом прочности болтов, винтов и шпилек является 3.6, а самым высоким — 14.9.

Механические характеристики материалов резьбовых деталей приведены в табл. 1 и 2.

Таблица 1. Рекомендации для выбора материала болтов и гаек

Таблица 2. Шпоночные соединения

Вопросы по теме.

Расскажите о строении и назначения передачи винт-гайка. Преимущества и недостатки передачи винт-гайка. Материалы, используемые в передаче винт-гайка. Основные принципы расчетов передачи винт-гайка.

Задача. Рассчитать винт и гайку винтового домкрата грузоподъемностью F для поднятия груза на высоту L.

Рекомендуемая литература:

Прикладная механика: Учебное пособие / А. Т. Скойбеда, А. А. Миклашевич, Е. Н. Левковский и др.; Под общ. ред. А. Т. Скойбеды. — Мн.: Выш. Шк., 1997 — 522с. Иосилевич Г. Б., Лебедев П. А., Стреляев В. С. Прикладная механика. — М.: Машиностроение, 1985 — 576с. С. А. Чернавский и др.. Курсовое проектирование деталей машин. — Машиностроение, 1987. — 146-152 с. В. Т. Павлище, Е. В. Харченко и др. Прикладная механика. — М.: Интеллект-запад, 2004 —

366 с.