Общие сведения. Момент завинчивания гайки Tзав преодолевает момент сил тре­ния в резьбе Три на торце гайки Тт :

Момент завинчивания гайки T _зав преодолевает момент сил тре­ния в резьбе Т _ри на торце гайки Т _т :

.

В развернутом виде уравнение имеет вид

где F _зат – сила затяжки, Н(см. рис. 1.1 лабораторной работы № 1);

D _ср – средний диаметр опорной кольцевой площадки, мм;

f _т – коэффициент трения на торце гайки;

d ₂ – средний диаметр резьбы;

β – угол подъема винтовой линии градус;

φ₁ – приведенный угол трения в резьбе, градус.

В приспособлении для нагружения болтов под гайкой установлен упорный шарикоподшип­ник, момент трения в котором незначительный, поэтому T _зав ≈ Т _р. В таком случае возника­ющее в результате затяжки болта осевое уси­лие F _зави момент Т _рсвязаны уравнением

. (2.1)

Здесь где p − шаг резьбы, мм.

Из уравнения (2.1) определяем приведен­ный угол трения в резьбе:

. (2.2)

Приведенный коэффициент трения в резьбе

. (2.3)

Приведенный коэффициент трения и действительный коэффи­циент трения в резьбе связаны зависимостью

.

Угол профиля метрической резьбы . Поэтому коэффициент трения в резьбе

. (2.4)

При испытании со специальной втулкой упорный шарикоподшипник в приспособлении не работает. Момент трения на торце гайки определяется как разность момента завинчивания и момента сил трения в резьбе:

. (2.5)

Известно, что

отсюда коэффициент трения на торце гайки

. (2.6)

Средний диаметр опорной кольцевой площадки

где D ₁ – наружный диаметр опорного торца гайки, равный размеру зева ключа, мм;

d ₀ – внутренний диаметр опорной поверхности, равный отверстию под болт или диаметру отверс­тия в шайбе, мм.

Допускаемая сила затяжки болта определяется по уравнению

(2.7)

где d ₃ – внутренний диаметр болта по дну впадины, мм;

[σ_р]– допускаемое напряжение на растяжение, МПа;

1,3 – коэффициент, учитывающий скручивание тела болта.

Для болта, изготовленного из стали Ст 3, принимаем σ_т= 220 МПа и коэффициент безопасности n = 2, тогда

МПа.

Среднее давление на витках резьбы

(2.8)

где z – число витков резьбы по высоте гайки;

H – высота гайки.

Давление на торце гайки

. (2.9)